WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Степанцова Людмила Валентиновна

АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ГИДРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ И ДИАГНОСТИКА ЧЕРНОЗЕМОВИДНЫХ ПОЧВ СЕВЕРА ТАМБОВСКОЙ НИЗМЕННОСТИ

Специальность – 06.01.03 – агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2012

Работа выполнена на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова и на кафедре агрохимии и почвоведения агрономического факультета Мичуринского государственного аграрного университета.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Феликс Рувимович Зайдельман

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Глазунов Геннадий Павлович доктор биологических наук, профессор Кирюшин Валерий Иванович доктор сельскохозяйственных наук Скворцова Елена Борисовна Ведущее учреждение: Ставропольский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится « 28 » февраля 2011 г. в 15 ч. 30 мин. в аудитории М-на заседании Диссертационного Совета Д 501.002.13 при МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ им. Ломоносова, корпус 1, стр.12, факультет почвоведения, тел/факс +7(495)93929

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического и почвенного факультетов МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан «_______»___________________2011 г.

Приглашаем Вас принять участие в обсуждении диссертации на заседании диссертационного совета. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просьба направлять по вышеуказанному адресу.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.002.доктор биологических наук, профессор Г.М. Зенова

Актуальность темы. Несмотря на широкое распространение, гидроморфные почвы черноземного ряда в настоящее время остаются одними из слабоизученных почв Европейской России. В последние десятилетия появился ряд работ, посвященных увеличению площадей заболоченных участков в лесостепной и степной зонах и ухудшению свойств черноземов под влиянием этого явления (Калиниченко и др., 1997;

Хитров, Назаренко, 2000; Воробьева и др., 2002 и др.). В Тамбовской области проблема переувлажнения освещена в печати (Зайдельман и др., 2002, 2007,2008), но из-за отсутствия рекомендаций по их мелиорации и использованию, эти почвы выводятся из севооборотов и зарастают гигрофильной растительностью.

В литературе отсутствуют сведения об особенностях агрофизических свойств и водного режима гидроморфных почв черноземного ряда северной лесостепи и продуктивности сельскохозяйственных культур на этих почвах в годы различной обеспеченности осадков. Крайне ограничены сведения об их макроструктуре, и, в частности, конкреционных новообразованиях и их диагностическом значении. Не исследовано влияние поверхностного и грунтового увлажнения на физические и химические свойства, фракционный состав фосфора и динамику его соединений.

В диссертации представлены новые сведения о морфологии, генезисе, свойствах переувлажненных черноземовидных почвах севера Тамбовской равнины, урожайности сельскохозяйственных культур в годы различной влажности, рассмотрены вопросы диагностики, предложены количественные критерии оценки их агроэкологического состояния.

Цель исследований: Изучить агрофизические свойства, исследовать особенности основных элементов гидрологического режима черноземовидных почв севера Тамбовской равнины, обосновать рациональное использование этих почв в естественном состоянии, разработать систему их морфологической и аналитической диагностики, количественно оценить степень их переувлажнения, заболачивания и целесообразность применения мелиорации.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние поверхностного и грунтового заболачивания на агрофизические свойства морфологические и химические особенности черноземовидных почв севера Тамбовской равнины;

2. Изучить основные элементы водного режима чернозема выщелоченного и черноземовидных почв различной степени гидроморфизма и оподзоленности при поверхностном и грунтовом переувлажнении и заболачивании в многолетнем цикле, оценить урожайность районированных культур в годы различной обеспеченности осадков;

3. Обосновать рекомендации по рациональному использованию этих почв в естественном состоянии и оценить целесообразность их мелиорации в годы различной влажности;

4. Исследовать влияние поверхностного и грунтового заболачивания на дифференциацию профиля, содержание различных форм железа и состав органического вещества черноземовидных почв;

5. Раскрыть влияние поверхностного и грунтового заболачивания на фракционный состав соединений фосфора, распределение фракций по профилю и динамику содержания его подвижных форм в черноземовидных почвах;

6. Изучить морфологические особенности и химический состав карбонатных и железо-марганцевых конкреций черноземовидных почв, оценить их диагностическое значение;

7. Разработать систему диагностики черноземовидных почв поверхностного и грунтового заболачивания севера Тамбовской равнины по макроморфологическим и мезоморфологическим (увеличение в 2-50 раз) особенностям в агроэкологических, агрономических и мелиоративных целях. Разработать количественный показатель степени заболоченности черноземовидных почв, сравнить его с критерием Швертманна и коэффициентом заболоченности почв по методу Зайдельмана и Оглезнева.

Научная новизна исследований. Впервые для северной лесостепи рассмотрены в многолетнем цикле агрофизические особенности, водный режим и продуктивность обрабатываемых черноземов и черноземовидных почв поверхностного и грунтового заболачивания при их различном с.-х. использовании. Получены новые данные о морфологических, химических и физических особенностях черноземовидных оглеенных почв. Установлено влияние оглеения при поверхностном и грунтовом увлажнении на дифференциацию их профиля, содержание различных форм соединений железа и качественный состав органического вещества.

Изучены макро- и мезоморфологические особенности и химический состав карбонатных и железо-марганцевых конкреций. Выявлено их диагностическое значение для оценки гидрологического режима и агроэкологического состояния чернозема выщелоченного и черноземовидных почв.

Для выявления причин резкого дефицита фосфора в переувлажненных черноземовидных почвах был изучен фракционный состав и динамика содержания подвижных соединений фосфора в годы разной влажности на черноземе выщелоченном и черноземовидных почвах лесостепи. Выявлено влияние водного режима, состава обменных оснований, качественного состава органического вещества и активности железа на фракционный состав фосфора, динамику его подвижных соединений, способность накапливаться в Fe-Mn конкрециях.

Практическая значимость работы.

1. Предложены системы мероприятий по рациональному сельскохозяйственному использованию черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения в естественном состоянии и обоснована целесообразность применения мелиоративных мероприятий на основе оценки их эколого-экономического состояния.

2. На основе морфологических и эколого-гидрологических многолетних исследований чернозема выщелоченного и черноземовидных почв разной степени оглеения севера Тамбовской низменности рекомендована для использования в почвеннокартографической, агрономической и мелиоративной практике новая методика их количественной полевой диагностики. Предложен новый количественный показатель - критерий переувлажнения черноземовидных почв (KI-II) по соотношению оптических плотностей различных вытяжек из гумусовых горизонтов. Разработаны его градации для черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания.

3. Показана необходимость дробного внесения фосфорных удобрений на черноземовидных оподзоленных и черноземовидных подзолистых глееватых почвах.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ им. М.В.Ломоносова и кафедре агрохимии и почвоведения МичГАУ (Мичуринского государственного аграрного университета), на научных и научно-практических конференциях в Мичуринском государственном аграрном университете (2004, 2007, 2009), в Воронежском государственном университете (2001, 2004, 2007), в Пензенской государственной сельскохозяйственной академии (2001, 2004, 2005, 2006), в МГУ им. М.В. Ломоносова (2002, 2003, 2006), в Санкт-Петербургском государственном университете (2007, 2008), на конференции по проблемам переувлажнения черноземов юга России в Почвенном институте им. В.В.

Докучаева (2009), в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН (2005, 2010), на IV и V съездах Докучаевского общества почвоведов (2004, 2008). Предложенная система полевой диагностики и количественный критерий переувлажнения черноземовидных почв были апробированы при почвенном обследовании 1000га пашни для закладки интенсивного сада в Первомайском районе Тамбовской области.

Автор сердечно благодарит своих учителей профессора Ф.Р. Зайдельмана и профессора А.С. Никифорову за ценные советы и помощь в работе, зав. кафедрой профессора Е.В. Шеина и всех сотрудников кафедры физики и мелиорации почв МГУ им.

М.В. Ломоносова за поддержку и замечания. Особую признательность автор выражает старшим преподавателям С.Б. Сафронову и В.Н. Красину за помощь в полевых и лабораторных исследованиях.

Публикации результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 81 печатной работе, в том числе 17 в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, предложений производству и выводов общим объемом 377 страниц печатного текста, содержит 73 таблицы, 74 рисунка и 15 приложений. Список литературы включает 680 источников, из них 82 на иностранном языке Защищаемые научные положения 1. Широко распространенные, наряду с черноземом выщелоченным, черноземовидные почвы поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания определяют агроэкологические особенности сельскохозяйственных территорий северной лесостепи Тамбовской равнины.

2. Черноземовидные почвы поверхностного увлажнения и заболачивания отличаются от окружающих их черноземов повышенной плотностью и ухудшенным структурным состоянием, пониженной межагрегатной пористостью и размерами внутриаг регатных пор, сильно пониженной водопроницаемостью. Черноземовидные почвы заболоченные грунтовыми гидрокарбонатно-кальциевыми водами сохраняют оптимальные для растений значения плотности, высокую межагрегатную и внутриагрегатную пористость и высокие коэффициенты фильтрации.

3. Основной отличительной особенностью водного режима черноземовидных почв поверхностного увлажнения и заболачивания является формирование в их профиле в средние и влажные по зимним осадкам годы верховодки, которая отсутствует в профиле окружающих их черноземов выщелоченных вне зависимости от влажности года. В условиях кратковременного застоя влаги и падения ОВП образуются черноземовидные почвы со светлыми кислыми элювиальными горизонтами. В их профиле появляются новообразования, связанные с оглеением, которых нет в черноземе выщелоченном – марганцевые вкрапления, кутаны, «скелетаны», Mn-Fe ортштейны. Урожайность зерновых, особенно яровых культур, на этих почвах существенно ниже, чем на черноземах и зависит от обеспеченности зимних осадков.

4. На низких надпойменных террасах в условиях постоянного капиллярного увлажнения гидрокарбонатно-кальциевыми грунтовыми водами и глубокого весеннего падения ОВП формируются черноземовидные почвы, в профиле которых отсутствуют морфологически выраженные признаки оподзоливания. В их профиле проявляется оглеение и имеет место окарбоначивание нижней части профиля. От черноземовидных почв водораздела они отличаются одновременным присутствием Mn-Fe и карбонатных конкреций. Оптимальные для растений агрофизические свойства и гидрологический режим позволяют получать высокие урожаи озимых зерновых и многолетних трав.

5. Заболоченные атмосферными водами черноземовидные почвы в отличии от выщелоченного чернозема характеризуются элювиальной дифференциацией профиля по илу и полуторным окислам, кислой реакцией, бедностью подвижными формами фосфора. При грунтовом заболачивании дифференциация профиля черноземовидных почв по илу и полуторным окислам выражена слабо.

6. Поверхностное и грунтовое заболачивание почв черноземного ряда изменяет по сравнению с черноземом выщелоченным соотношение фракций органического и минерального фосфора и его подвижность. В черноземовидных оподзоленных почвах доля фосфатов кальция уменьшается, фосфаты железа в условиях свободного оттока частично вымываются из почвенного профиля, частично сорбируются органическим веществом. В условиях замкнутых депрессий фосфаты железа концентрируются в мелкоземе и ортштейнах. При грунтовом заболачивании доля органического фосфора уменьшается, среди минеральных фосфатов резко преобладают фосфаты кальция.

Только в период застоя влаги (более 1месяца) фосфаты железа приобретают подвижность.

7. Морфологические и химические особенности конкреций отражают особенности гидрологического режима черноземовидных почв. При небольшом дополнительном поверхностном увлажнении наблюдается дифференциация на ядро и оболочку карбонатных конкреций, при грунтовом – верхняя граница появления этих новообра зований фиксирует наиболее часто встречающийся уровень грунтовых вод. Ортштейны указывают на контрастный застойно-промывной водный режим, они формируются только в почвах замкнутых депрессий. Агроэкологическое состояние черноземовидных почв можно оценить по отношению Fe/Mn, извлекаемых 1n серной кислотой (коэффициент заболоченности по Зайдельману и Оглезневу). «Органический» фосфор в конкрециях накапливается только при поверхностном заболачивании. Высокое содержание «активного» минерального фосфора и «аморфного» железа наблюдается в почвах с современным застойно-промывным водным режимом. В реликтовых новообразованиях преобладают «прочносвязанный» фосфор и «окристаллизованное» железо.

8. Заболачивание поверхностными и грунтовыми водами ведет к качественному изменению состава органического вещества черноземовидных почв. На основе зависимости состава органического вещества от степени гидроморфизма и продуктивности сельскохозяйственных культур в годы различной обеспеченности осадков был предложен новый количественный критерий диагностики агроэкологического состояния почв.

1. Состояние проблемы. В последние десятилетия ХХ века проблема роста площадей переувлажненных почв в черноземной зоне привлекла внимание ученых. В лесостепной и степной зонах глобальное изменение климата сопровождается увеличением среднегодового количества осадков (Николаева и др., 2001). Среди антропогенных причин можно выделить переуплотнение почвы, нарушение естественного стока дорожными насыпями и сокращение площадей под многолетними травами. Многочисленные работы последних лет наглядно свидетельствуют о крайне негативном влиянии переувлажнения на свойства черноземов, быстрой деградации их в мочары под влиянием этого опасного явления (Ачканов и др., 1997, 1999; Зайдельман и др., 1992, 1993, 1998, Луковская, 1979; Минкин и др., 1982; Полупан и др., 1983; Сувак, 1986).

Было высказано предложение считать переувлажненные почвы черноземной зоны специфическим типом деградированных черноземов (Черниченко, 1996). С.А. Николаева и А.М. Еремина (2005) указывают, что при изменении ОВ обстановки черноземные почвы переходят в качественно новое состояние, утрачивают характерные для них свойства, приобретают новые, что, несомненно, требует выделения переувлажненных почв на типовом уровне.

2.Объекты исследований. Нами исследованы почвы трех катен, сочетание гидрологических и геоморфологических условий которых наиболее типично для рассматриваемой территории (рис.1). Первая и вторая катены на водоразделе рек Иловай и Лесной Воронеж находятся на землепользовании учхоза «Комсомолец» Мичуринского района Тамбовской области. Первая катена расположена в пределах открытой депрессии. Почвенный покров образован черноземом выщелоченным (фон) почвенного покрова; черноземовидной оподзоленной слабооглееенной (средняя часть склона) и черноземовидной оподзоленной глееватой (дно лощины) почвами. Вторая катена приурочена к замкнутой западине диаметром 100м. Исследуемый ряд образуют почвы:

черноземовидная выщелоченная (верхняя часть склона), черноземовидная оподзолен ная (середина склона) и черноземовидная подзолистая глееватая (дно западины). Почвообразующая порода - покровный желто-бурый карбонатный суглинок. Дополнительное увлажнение обусловлено намывными склоновыми пресными водами с минерализацией менее 0,2г/л.

Условные обозначения Рис. 1 Схема профилей через I (А), II (Б) и III (В) катены. Почвы: 1- чернозем выщелоченный;

2- черноземовидная оподзоленная слабооглеенная; 3-черноземовидная оподзоленная глееватая; 4-черноземовидная выщелоченная; 5- черноземовидная оподзоленная глубокооглеенная;

6- черноземовидная подзолистая глееватая; 7- черноземовидная слабооглеенная; 8- черноземовидная глееватая; 9- черноземовидная глеевая Третья катена приурочена к первой надпойменной террасе реки Лесной Воронеж на территории землепользования учхоза «Роща» Мичуринского района Тамбовской области. Исследуемый ряд почв представлен: черноземовидной слабооглеенной на выровненном участке, черноземовидной глееватой на склоне и черноземовидной глеевой на дне западины. Почвообразующая порода – легкоглинистые карбонатные аллювиальные наносы. Увлажнение обусловлено жесткими гидрокарбонатнокальциевыми грунтовыми водами с минерализацией 1,4-1,8 г/л и нейтральной реакцией. Ф.Р. Зайдельман (2007) впервые предложил согласно субстантивно-генетическим принципам «Классификации почв России» (2004) называть почвы Европейской части России, несущие одновременно яркие черты черноземов и признаки оглеения «черноземовидными». Это название мы используем в данной работе.

3. Методы исследований. Работа выполнена на базе кафедры агрохимии и почвоведения МичГАУ, Испытательной лаборатории (№ РОСС RU.0001.21ПЛ91) и кафедры физики и мелиорации почв МГУ им. М.В. Ломоносова с 1998 по 2009гг.

При выполнении исследований использовали следующие методы: 1. гранулометрический состав почвы - по Долгову и Личмановой; 2. плотность твердой фазы - пикнометрически; 3. плотность почвы - цилиндрами объемом 300 и 100см3; 4. агрегатный анализ - по Саввинову; 5. внутриагрегатная пористость – парафинированием; 6.

межагрегатная – расчетом; 7. гигроскопическая влажность - термостатно-весовым; 8.

максимальная гигроскопическая влажность и наименьшая влагоемкость - по Николаеву; 9.влажность устойчивого завядания - методом вегетационных миниатюр; 10. изучение режима влажности - термостатно-весовым методом, пробы на влажность отбирали подекадно с интервалом 10см на глубину 1м или до уровня воды; 11. определение ОВП выполняли на приборе «Экотест-2000» в те же сроки, что и определение полевой влажности; 12. коэффициент фильтрации - при залегании грунтовых вод более 2,5м– методом заливки площадок по Качинскому; 13. менее 2,5м – по скорости установления воды в скважине по Донату-Эркину; 14. валовое содержание элементов - сплавлением почвы с карбонатом натрия и последующим определением элементов аналитическими методами: фосфор, железо, марганец, титан – фотометрически; окись кремния – гравиметрическим желатиновым методом; алюминий, кальций, магний и сера – комплексонометрически; сумму Na2О и К2О – расчетным способом; 15. фракционный состав гумуса - по Тюрину в модификации Пономаревой-Плотниковой; 16. актуальную и обменную кислотность – потенциометрически, 17. гидролитическую - по Каппену, 18.

обменные основания вытесняли NH4Cl; 19. «аморфное» железо - по Тамму, 20. суммарное «несиликатное» железо - по Меру-Джексону, 21. «органическое» железо – по Баскомбу; 22. минеральный «активный» фракционный фосфор - по ГинзбургЛебедевой, 23. «органический» фосфор и «прочносвязанные» фракции минерального фосфора - по Чангу-Джексону в модификации Аскинази и Гинзбург; 24.обменный калий и подвижный фосфор - по Чирикову; 25. щелочногидролизуемый азот - по Корнфилду в модификации ЦИНАО; 26. динамику содержания подвижных форм фосфора - по Чирикову и Ониани; 27; динамику содержания подвижного железа - по Казариновой-Окиной в модификации Коптевой; 28. эколого-экономический расчет целесообразности осушения - по Зайдельману. Все определения проводились в 6-кратной - для гумусовых и в 4-кратной повторности для остальных генетических горизонтов.

29. Ортштейны отбирали из воздушно-сухих образцов почвы массой 1 кг и отмывали на сите 0,5 мм; для анализа валового состава ортштейнов разложение проводили смесью серной и хлорной кислот с последующим определением элементов аналитическими методами; 30. железо и марганец в ортштейнах определяли - по Тамму и МеруДжексону; 31. коэффициент заболоченности - по Зайдельману и Оглезневу; 32. минеральный «активный» фракционный фосфор - по Гинзбург-Лебедевой, 33. «органический» фосфор и глубокие фракции минерального фосфора - по Чангу-Джексону в модификации Аскинази и Гинзбург. Валовое определение содержания химических эле ментов и фракционный состав фосфора проводили в 4-кратной повторности, остальные определения в ортштейнах - в 8-кратной. Статистическая обработка проводилась по Б.А. Доспехову (1979). На рисунках представлены средние значения. Различия средних значений достоверны на уровне 95%.

4. Физические свойства.

4.1. Гранулометрический состав. Почвы водораздела сформировались на тяжелом покровном суглинке иловато-крупнопылеватом. Гранулометрический состав черноземовидных оподзоленных почв открытой лощины по сравнению с черноземом выщелоченным более тяжелый. Максимальное содержание ила - в уплотненных пахотных горизонтах и нижних - оглеенных. Черноземовидные подзолистые почвы западин отличаются от окружающих их черноземов резкой дифференциацией профиля (рис.2). Верхние горизонты средний суглинок, а нижние – тяжелый. Резкое уменьшение илистой фракции обусловлено оглеением в условиях застойно-промывного водного режима. Дифференциация профиля черноземовидных почв грунтового увлажнения и заболачивания связана с исходной литологической неоднородностью аллювия и глееобразованием. Длительный застой влаги ведет к увеличению содержания ила в глееватых и глеевых горизонтах этих почв.

% % 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 0 0 20 40 11111111см 160 см 1см 1Выщелоченный Черноземовидная Черноземовидная чернозем выщелоченная слабооглеенная Черноземовидная Черноземовидная оподзоленная Черноземовидная оподзоленная слабооглеенная глееватая глубокооглеенная Черноземовидная Черноземовидная оподзоленная Черноземовидная подзолистая глееватая глеевая глееватая Рис. 2. Распределение илистой фракции по профилю чернозема выщелоченного и черноземовидных почв 4.2. Плотность, плотность твердой фазы, пористость, водопроницаемость.

Чернозем выщелоченный и черноземовидная выщелоченная почва характеризуются благоприятными для сельскохозяйственных растений физическими свойствами: высокой общей порозностью всего профиля, низкой плотностью, высокой пористостью аэрации, широким диапазоном активной влаги. Межагрегатная порозность более 20%.

Внутриагрегатный тип порового пространства ажурно-сетчатый (по Скворцовой, 2004) и представлен в основном мезопорами, что обеспечивает высокую водопроницаемость Таблица 1. Агрофизические свойства чернозема выщелоченного и черноземовидных почв севера Тамбовской равнины поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания Характеристика Разрез, почва Почвы поверхностного заболачипочвы 1. Черно- Почвы поверхностного увлажнения и за- Почвы грунтового увлажнения и вания с свободным оттоком зем выще- болачивания с затрудненным оттоком заболачивания 2. Чернозе- 3. Черноземо- 4. Черноземо- 5. Черноземо- 6. Черноземо- 7. Чернозе- 8. Черно- 9. Чернозелоченный мовидная опод- видная оподзо- видная выще- видная опод- видная подзо- мовидная земовидная мовидная золенная слабо- ленная глеева- лоченная золенная глу- листая глеева- слабо- глееватая глеевая оглеенная тая бокооглеенная тая оглеенная Застой влаги Отсутствует 3- 6 недель 2-3месяца 1-2 недели 2-4недели 1,5-2 месяца 5-6 недель 2 месяца 3-4 месяца Плотность гори1,04 ± 0,04 1,12 ± 0,03 1,20 ± 0,02 1,04+0,04 1,33+0,07 1,48 + 0,05 0,99+0,04 0,88+0,05 0,71+0,зонта АПлотность гори1,23+0,05 1,33+0,07 1,42+0,05 1,28+0,08 1,62+0,15 1,64+0,03 1,42+0,10 1,44+0,09 1,31+0,зонта В Межагрегатная пористость гори- 25 ± 3 16 ± 3 17 ± 3 22 ± 4 9 ± 1 4 ± 2 21 ± 4 32 ± 4 39 ± зонта А1, % Внутриагрегатная пористость 32 ± 4 34 ± 4 34 ± 3 36 ± 4 30 ± 4 38 ± 4 36± 5 30 ± 4 27 ± горизонта А1, % Внутриагрегатные 20-30 5-10 0-5 20-30 10-20 10-15 25-35 20-30 20-мезопоры (А1), % Внутриагрегатные микропоры 5-10 20-30 20-30 5-10 10-15 15-30 5-10 5-10 5-(А1), % Пористость гори53,2 50,0 47,0 51,3 39,3 37,6 45,2 45,7 49,зонта В, % Пористость аэрации при влажно- 28,2 21,7 19,8 30,6 12,0 8,6 22,0 21,4 17,сти ППВ, % Кф горизонта А1, 2,64 ± 0,85 1,97 ± 0,34 0,16 ±0,05 2,28 ± 0,65 2,5 ± 0,6 0,8 ± 0,3 4,43 ± 0,46 5,68±0,54 8,16±1,м/сут Кф горизонта В, 0,85 ± 0,16 0,43 ±0,13 0,03 ±0,01 1,01±0,20 0,10 ±0,05 0,02 ±0,01 1,45 ± 0,90 1,35±0,15 0,8 ±0,м/сут Кстр 10,6 7,3 4,6 10,9 1,4 0,9 2,6 5,3 3,Сумма водопроч69 49 44 66 58 49 81 73 ных агрегатов верхних и нижних горизонтов почвы (табл.1). Значительно увеличивают водопроницаемость нижних горизонтов характерные для этих почв гумусовые языки, проникающие на глубину более 2,5м. Они могут иметь как биогенное («кротовины»), так физическое происхождение (за счет усадки образуются глубокие клиновидные трещины, заполненные гумусированным материалом).

Свойства более гидроморфных почв водораздела резко ухудшается. В черноземовидных оподзоленных и подзолистых оглеенных и глееватых почвах при сохранении высокой внутриагрегатной пористости из-за уплотнения существенно снижается межагрегатная. Максимальное уменьшение внутриагрегатной порозности характерно для пахотного слоя. Внутри уплотненных призматических агрегатов пахотного горизонта мезопоры отсутствуют, ажурно-сетчатый тип порового пространства сменяется на решетчато-линейный. Оглеение и уплотнение нижних горизонтов ведет к уменьшению общей пористости и пористости аэрации. Это способствует резкому снижению коэффициента фильтрации по сравнению с черноземом выщелоченным и черноземовидной выщелоченной почвой. Нижние горизонты этих почв становятся водоупорными. Резкое уменьшение водопроницаемости в целом ведет к изменению водного режима черноземовидных почв депрессий водоразделов и определяет длительный застой влаги в их профиле.

В отличие от черноземовидных почв поверхностного увлажнения в черноземовидных почвах грунтового увлажнения агрофизические свойства гумусовых горизонтов благоприятные для сельскохозяйственных культур. Межагрегатная порозность с нарастанием степени гидроморфизма возрастает, так как возрастают размеры зернистых агрегатов. Среди внутриагрегатных пор преобладают мезопоры. Это определяет высокие коэффициенты фильтрации (табл.1). Застой влаги в поверхностных горизонтах обусловлен смыканием капиллярной каймы с поверхностными водами.

4.3. Структура. Структурное состояние черноземовидных почв открытой депрессии значительно хуже, чем у чернозема выщелоченного: уменьшается коэффициент структурности и количество зернистых водопрочных агрегатов. Эти изменения охватывают всю гумусовую толщу. Основной причиной является вынос карбонатов и снижение в составе органического вещества гуматов кальция. В условиях замкнутой депрессии деградация структуры идет значительно дальше. В результате концентрации полуторных окислов в ортштейнах, разрушаются почти все почвенные коллоиды, агрегаты утрачивают водопрочность. Структурное состояние всех черноземовидных почв грунтового увлажнения и заболачивания характеризуется значительным количеством водопрочных зернистых агрегатов размером 1-5мм (табл.1).

5. Водный режим и продуктивность сельскохозяйственных культур. Основные элементы водного режима изучались с 1998 по 2007гг, количество и обеспеченность осадков приведены в таблице 2.

Водный режим выщелоченного чернозема характеризуется тем, что в его профиле вне зависимости от влажности года никогда не формируется верховодка, и весь вегетационный период господствуют окислительные условия. Летом происходит иссушение поверхностных горизонтов до влажности равной ВЗ-ВРК. Глубокое просыхание до влажности равной ВЗ наблюдалось только в 1998 и в 2007 годах (рис.3). В условиях севера Тамбовской низменности на этих почвах получают стабильные урожаи зерновых до 45-55ц/га, и только резкий дефицит влаги в 2007году привел к снижению урожайности озимой пшеницы до 39 ц/га (рис.6, табл.3).

Таблица 2. Распределение осадков в годы наблюдений.

Зимний период Летний период Годы ОбеспеСумма Сумма Обеспеиссле- ченность Характеристика Характеристиосад- осад- ченность дований осадков, года ка года ков, мм ков, мм осадков, % % 1998 281 47 Средний 318 51 Средний 1999 327 13 Очень влажный 358 33 Влажный 2000 267 57 Умеренно сухой 457 6 Очень влажный 2003 165 98 Очень сухой 387 21 Очень влажный 2004 211 74 Сухой 301 67 Сухой 2005 296 24 Влажный 315 57 Средний 2006 279 40 Средний 381 26 Очень влажный 2007 304 17 Очень влажный 377 31 Влажный Образование «верховодки» в черноземовидных почвах водораздела связано исключительно с осадками зимнего периода года, даже при обильных летних дождях верховодка не образуется, если она не сформировалась в весенний период. Окислительно-восстановительный режим характеризуется кратковременным весенним падением потенциала (0 - +100mV). Максимальное падение ОВП (до +50 mV) наблюдается при засушливой теплой весне в годы с большим количеством зимних осадков. При обильных весенних осадках, продолжительность застоя верховодки увеличивается, но ОВП возрастает.

В верхнем метре профиля черноземовидной выщелоченной почвы во влажные по зимним осадкам годы 1-2 недели застаивается верховодка. Из пяти лет наблюдений она была зафиксирована в 2005 и 2006гг (рис.4). В сухие по зимним осадкам годы черноземовидная выщелоченная почва просыхает позже, чем чернозем выщелоченный, поэтому урожайность зерновых возрастает на 20-30% (табл.3).

Продолжительность внутрипочвенного застоя влаги в почвах открытой депрессий зависит от обработки и размеров области питания. По уплотненной поверхности посевов озимых или многолетних трав большая часть влаги холодного периода года расходуется на поверхностный сток. По зяблевой обработке или парующей пашне большая часть влаги переводится из поверхностного стока во внутрипочвенный, и внутрипочвенный застой влаги может продолжаться до середины лета. В черноземовидной оподзоленной слабооглеенной почве открытой депрессии из пяти лет наблюдений верховодка не наблюдалась в сухом 2000 году и после малоснежной зимы 2006-2007года (рис.3). Но даже в годы отсутствия верховодки, неблагоприятные агрофизические свойства определяют снижение урожайности на 40-50% по сравнению с черноземом выщелоченным. В черноземовидной оподзоленной глееватой почве верховодка формируется ежегодно вне зависимости от влажности года (рис.3). В 19и 2006гг с обильными летними осадками она наблюдается в верхнем метре профиля до середины августа. В годы с низким уровнем верховодки урожайность зерновых на 50-80% ниже, чем на выщелоченном черноземе, а в годы с высоким – они вымокают полностью (рис. 6, табл.3).

В замкнутых «блюдцах» продолжительность периода застоя влаги зависит от размеров области питания. Внутрипочвенный застой влаги сопровождается поверхностным затоплением. Для гумусовых горизонтов черноземовидных почв замкнутых западин характерен контрастный застойно-промывной водный режим, а для нижних - застойный. Агротехническими приемами регулировать водный режим почв таких понижений невозможно.

В черноземовидной оподзоленной почве верховодка в первом метре профиля отсутствовала только в очень сухом 2003 году. В 2004 с низкой, в 2006 и 2007 годах со средней обеспеченностью зимних осадков верховодка существовала до середины мая, во влажном 2005 году - до конца июня (рис.4). Урожайность зерновых культур на данной почве существенно ниже, чем на черноземе выщелоченном (табл.3, рис. 6).

Особенно низка урожайность ячменя, во влажные и средние по зимним осадкам годы он вымокает. И только в очень сухом 2003г. его урожай был выше 40 ц/га. В черноземовидной подзолистой глееватой почве центра западины в 2004 - сухом и 2005 - влажном годах наблюдалось поверхностное затопление до конца апреля. Верховодка наблюдается ежегодно. Длительный застой влаги вызвал в 2004, 2005 и 2006 гг. вымокание всех зерновых культур. Клевер сходный в годы наблюдений давал невысокий, но стабильный урожай. После 4х-летнего его возделывания увеличилось число водопрочных агрегатов и содержание органического вещества в слое 0-20см.

Водный режим черноземовидных почв надпойменной террасы обусловлен близким уровнем грунтовых вод, которые играют роль водоупора, препятствующего нисходящей фильтрации поверхностных вод. Постоянное влияние капиллярной каймы способствует тому, что влажность гумусовых горизонтов почвы опускается до значений ППВ только во время продолжительных засух, в результате для почв грунтового заболачивания характерно глубокое весенние падение ОВП до +50- (-150mV), и медленное его поднятие после снижения влажности до ППВ (рис.5). Зяблевая вспашка черноземовидной слабооглеенной почвы ведет к медленному ее освобождению от избыточной влаги. Весенние полевые работы задерживаются настолько, что вовлечение почвы в обработку во второй половине лета становится нецелесообразным (2004-2005гг.). В условиях уплотненной пашни большая часть влаги тратится на поверхностный сток, и в почве к середине мая устанавливаются окислительные условия (2006-2007гг). Озимые зерновые дают высокий урожай (2003г). В 2004 и 2005 гг.

поле целиком выпало из севооборота. Однолетние травы (2006-2007гг) дали стабильный урожай.

90 1998 1999 2000 2006 2007 60 30 0 IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X 25 25 16 29 22 30 27 27 27 33 50 25 27 27 29 30 27 27 29 129 22 35 40 35 25 16 50 23 27 130 30 25 35 30 36 40 50 27 30 27 30 14433Наблюдений нет Наблюдений нет Наблюдений нет 2211Рис 3. Режим влажности черноземовидных почв I катены поверхностного увлажнения на водоразделе (влажность в объемных процентах и категориях).

Осадки, мм Температура, С Eh, мВ 90 2003 2004 2005 2006 2060 30 0 IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X 30 17 25 30 35 25 35 25 33 27 35 30 25 27 35 27 140 30 33 30 33 40 33 47 40 40 43 40 140 47 25 35 35 35 39 144332211.

Рис.4 Режим влажности черноземовидных почв II катены поверхностного увлажнения на водоразделе (влажность в объемных процентах и категориях).

Осадки, мм Температура, С Eh, мВ 2003 2004 2005 2006 2090 60 30 0 IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X IV V VI VII VIII IX X 15 25 30 25 30 30 30 30 35 20 50 35 35 35 35 35 145 35 30 35 150 35 144332211--1-1Рис. 5 Режим влажности черноземовидных почв III катены грунтового увлажнения на террасе (влажность в объемных процентах и категориях).

Осадки, мм Температура, С Eh, мВ Условные обозначения к рисункам 3-1 - Чернозем выщелоченный - Менее ВЗ - ВРК - ППВ 2 - Черноземовидная оподзоленная - ВЗ - ВРК - ППВ - ПВ слабооглеенная - Грунтовые воды или верховодка 3 - Черноземовидная оподзоленная слабослитая глееватая 4 - черноземовидная - Черноземовидная слабооглеенная 5 - Черноземовидная оподзоленная 8 - Черноземовидная глееватая - Черноземовидная подзолистая - Черноземовидная глееватая глеевая Озимая пшеница ц/га ц/га 60 1 2 4 5 30 Нет данных в в в в в в в очень сухой сухой (2000, средний влажный очень очень сухой Яровой ячменьсухой (2000, средний влажный очень ц/га ц/га 60 1 2 3 4 5 Нет 10 данных 0 0 0 0 0 0 очень сухой сухой (2000, Костерсредний влажный очень Клевер сходный безостый 23ц/га ц/га 180 1 2 4 5 312121Нет Нет данных 130 данных очень сухой сухой (2000, средний влажный очень очень сухой сухой (2000, средний влажный очень (2003) 2004) (1998, 2006) (2005,2007) влажный (2003) 2004) (1998, 2006) (2005,2007) влажный (1999) (1999) I катена II катена Озимая пшеница 2ц/га 180 1 2 Рисунок 6. Урожайность с.х. культур в 1годы различной влажности по зимним 1осадкам. Почвы: 1- чернозем выщелоченный; 2- черноземовидная оподзоленная слабооглеенная; 3- черноземоочень сухой сухой (2000, средний Яровой ячменьвлажный очень видная оподзоленная глееватая; 4- Нет посева из-за переувлажнения черноземовидная выщелоченная; 5черноземовидная оподзоленная глубоВико-Овес 5кооглеенная; 6-черноземовидная подц/га 7 8 4золистая глееватая; 7- черноземовид3ная слабооглеенная; 8- черноземовид2ная глееватая; 9- черноземовидная Нет 1данных глеевая.

очень сухой сухой (2000, средний влажный очень 0- нет посева из-за переувлажнения (2003) 2004) (1998, 2006) (2005,2007) влажный (1999) В- вымочка III катена Таблица 3. Длительность застоя влаги в верхнем 1-м слое и относительная урожайность зерновых культур в годы различной влажности по зимним осадкам (по сравнению с продуктивностью с.-х. культур на выщелоченном черноземе) Годы Длительность Разрез, почва иссле- застоя влаги в 1. Поверхностное заболачива- Поверхностное увлажнение и заболачи- Почвы грунтового увлажнения и Чер- ние со свободным оттоком дова- 1м слоя и вания с затрудненным оттоком заболачивания нозем ний, их возделывае- 2.Чернозе- 3.Черноземо- 4.Чернозе- 5.Чернозе- 6.Чернозе- 7.Чернозем 8.Черноз 9.Черноземо выще мовидная видная опод- мовидная мовидная мовидная овидная емовид- видная глеехарак- мые культуры лочен оподзолен- золенная глее- выщелочен- оподзоленная подзолистая слабо- ная глее- вая териный ная слабоог- ватая ная глубокоогле- глееватая оглеенная ватая стика леенная енная Период застоя До середины До конца Очень Нет Нет Нет Нет Нет До кон- До начала влаги в 1м апреля апреля сухой, ца мая августа 2003 Оз.пшеница 100 72 69 97 72 33 116 23 Вымочка Яр. Ячмень 100 55 10 121 94 Нет даных Нет данных Период застоя До середины До середины До конца До авгу- До середины Сухой Нет Нет До конца ап- Нет влаги в 1м мая июня июня ста сентября 2000, реля 2004 Оз.пшеница 100 79 50 100 67 Вымочка Нет посе- Нет возможности поЯр. Ячмень ва сева 100 43 10 100 52 Нет посева Сред- Период застоя До середины До конца До конца До конца Нет До начала Нет До конца До конца влаги в 1м мая мая июня июня ний, июля июня июня 1998, Оз.пшеница 100 89 52 142 Вымочка Вымочка Нет данных 2006 Яр. Ячмень 100 125 18 123 109 Нет посева Нет данных Влаж- Период застоя До конца До начала ав- До конца До начала До середины До конца До конца нет До сентября влаги в 1м мая густа апреля июля июля июня июля ный, Оз.пшеница 100 110 Вымочка 117 Вымочка Вымочка Нет посе- Нет возможности по2005, Яр. Ячмень ва сева 100 53 Нет посева 51 6 Нет посева 20Очень Период застоя До середины До середины До середины До середины До середины нет влаж- влаги в 1м июня августа мая июля августа Нет данных ный, Оз.пшеница 100 93 Вымочка Нет данных 19Яр. Ячмень 100 Нет посева Нет посева Рисунок 7 Окупаемость дрена35,А жа на черноземовидных почвах севера Тамбовской равнины: АПоверхностного увлажнения и заболачивания; Б - Грунтового 19,16,увлажнения и заболачивания при четырехпольном полевом 8,севообороте: 1- занятой пар (Ви7,6,ко-овес); 2- озимая пшеница; 32,2,яровой ячмень; 4- кукуруза на Оподзоленная Почвы:

Оподзоленная Оподзоленная Подзолистая силос. Способы мелиорации: I- слабооглееная глееватая слабооглеенная глееватая Черноземовидные Выборочный закрытый пластВид депрессии Открытая Замкнутая массовый дренаж (металлоплаСпособ мелиорации I II I II I II I II стиковые перфорированные труСтоимость 82 22 82 22 82 22 82 дренажа, тыс. руб бы) + известкование;

II - Выборочный открытый дре16,Б наж + известкование III – Выборочный закрытый пластмассовый дренаж (металлопластиковые перфорированные трубы);

7,6,IV – Систематический открытый 4,дренаж 1,7 1,Почвы:

1 2 3 4 5 слабооглеенная глееватая глеевая Черноземовидные III IV III IV III IV Способ мелиорации Стоимость д ренажа, 88 22 88 22 88 тыс.руб Независимо от влажности года черноземовидная глееватая и черноземовидная глеевая почвы грунтового увлажнения испытывают поверхностное затопление, что исключает возможность обработки и посева в весенний период каких-либо сельскохозяйственных культур (рис.5,6; табл.3).

Эколого-экономический расчет по методу Зайдельмана показал нецелесообразность осушения черноземовидных выщелоченных почв без признаков оглеения, так как на них независимо от влажности года всегда получают такой же или более высокий урожай зерновых, что и на автоморфных почвах (табл.3, рис. 7). На черноземовидных оподзоленных глубокооглеенных и слабооглееных почвах поверхностного увлажнения наблюдается снижение урожайности этих культур во влажные по зимним осадкам на 30-50%. На них экономически целесообразен только открытый дренаж (окупаемость через 6-7лет), в то время как окупаемость закрытого дренажа составляет до 17-30лет (рис.7). На черноземовидных оподзоленных глеевых урожайность зерновых за исключением очень сухих лет ниже, чем на автоморфной почве. Поэтому окупаемость дренажа высокая. Дренаж необходимо проводить на фоне известкования, так как черноземовидные почвы заболоченные поверхностными водами отличаются Срок окупаемости дренажа, годы Срок окупаемости дренажа, годы от окружающих черноземов повышенностью кислотностью. Черноземовидные почвы грунтового увлажнения характеризуются благоприятными агрофизическими и химическими свойствами, поэтому они нуждаются только в дренаже. На черноземовидных глееватых и глеевых почвах быстро окупается открытый и закрытый дренаж, а на черноземовидных слабооглеенных – только открытый систематический дренаж.

6. Диагностика степени гидроморфизма по морфологическим признакам, новообразованиям и химическим особенностям 6.1. Макро- и мезоморфологические особенности Особенности водного режима определяют макро- и мезоморфологические особенности почв, что позволяет создать систему их полевой диагностики (табл. 4-5) Чернозем выщелоченный и черноземовидные почвы, образовавшиеся в результате дернового процесса под лугово-степной растительностью, характеризуются гумусовым горизонтом темно-серого цвета зернистой структуры (табл.4). Небольшое дополнительное поверхностное увлажнение способствует увеличению в черноземовидных выщелоченных и черноземовидных оподзоленных слабооглеенных почвах мощности гумусового горизонта, по сравнению с черноземом выщелоченным. В более гидроморфных черноземовидных оподзоленных и подзолистых глееватых почвах она сокращается. Черноземовидные почвы грунтового заболачивания характеризуются укороченным гумусовым профилем из-за близкого уровня грунтовых вод.

Заболачивание поверхностными водами способствует вымыванию карбонатов.

В почвах водораздела вскипание наблюдается только в черноземе выщелоченном и черноземовидной выщелоченной почве. Заболачивание грунтовыми водами напротив ведет к окарбоначиванию нижней части профиля черноземовидных почв надпойменной террасы.

Основные макро- и мезоморфологические отличия черноземовидных почв от чернозема выщелоченного определяются периодическим застоем влаги в их профиле.

В условиях севера Тамбовской равнины оподзоливание проявляется только в том случае, если 3-х метровая верхняя толща полностью отмыта от карбонатов. Таким условиям удовлетворяют черноземовидные почвы депрессий водоразделов. В черноземовидных почвах надпойменной террасы грунтового заболачивания признаки оподзоливания отсутствуют. Признаки оподзоливания более ярко проявляется в условиях замкнутых депрессий. При одинаковой продолжительности застоя влаги в профиле черноземовидной оподзоленной глееватой почвы открытой депрессии присутствуют только обильные «скелетаны», а в черноземовидной подзолистой глееватой почве замкнутой депрессии формируется самостоятельный подзолистый горизонт мощностью 15-20см. На мезоморфологическом уровне можно оценить степень оподзоленности по площади поверхности педов оподзоленных горизонтов покрытой кварцевым мелкоземом. В черноземе выщелоченном и черноземовидной выщелоченной почве она составляет 1-2%. В черноземовидных слабооподзоленных почвах - 5-10%, в среднеоподзоленных - 20-50%, в сильнооподзоленных – 80-100%.

Таблица 4 Диагностические макроморфологические признаки выщелоченного чернозема и черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания севера Тамбовской равнины Морфоло- Разрез, почва гические при- 1. Чернозем Поверхностное заболачи- Поверхностное увлажнение и заболачи- Грунтовое увлажнение и заболачизнаки выщелоченный вание со свободным отто- вание с затрудненным оттоком вание ком 2.Чернозе- 3.Чернозе- 4.Чернозе- 5.Чернозе- 6.Чернозе- 7.Чернозе 8.Черно- 9.Черноземовидная мовидная мовидная мовидная мовидная мовидная земовид- мовидная оподзолен- оподзолен- выщело- оподзолен- подзолистая слабо- ная глее- глеевая ная слабо- ная глееватая ченная ная глубо- глееватая оглеенная ватая оглеенная кооглеенная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Относительная урожайность 100 70-90 0-70 100-120 0-70 0-30 50-120 0-20 озимых / яро100 10-50 0-20 70-120 0-70 0 0-100 0 вых, % Цвет и мощ- 65 ± 5 75 ± 4 48 ± 3 30 ± 90 ± 9 68 ± 7 51 ± 7 45 ± 5 38 ± ность гори- темно-серый темно- черный серый до темно- темно- темно- темно- буроватозонта А1+АВ серый белесого серый серый серый серый черный Характер Комковато- Комковато- Призматиче- Мелкозер- Пылевато- Пылеватая Комко- Средне- Крупноструктуры го- зернистая призмати- ская нистая зернистая вато- зерни- зернистая ризонта А1 ческая зернистая стая Глубина Не вскипа- Не вскипает Не вскипает Не вскипает 145 ± 15 115±10 120 ± 7 90 ± 4 70 ± вскипания ет Признаки Нет Горизонт Горизонт Нет Горизонт Горизонт А2 Нет Нет Нет оподзолива- А2В 5-10см А2В 15-30см А2В 15- 15-30см ния 30см Морфо- Нет Со 150см Со140см Нет На 170- На 140см Сизые Сизые Фронтальхроматиче- сизовато- светло-сизые 200см сизо- сизые пятна пятна до пятна до ное оглееские признаки серые ку- пятна до ватые пятна 20-30% и 20% в го- 50% в ние профиоглеения таны 40% площа- занимают 40-60% в ризонте горизон- ля, гориди до 20% В2g// АВg/ те АВg// зонт G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Карбонатные C глубины Нет Нет Со 150см Нет Нет Со 120см С 90см Нет конкреции 150см одно- двухслой- угловатые угловародные стяже- ные журав- конкреции тые конния 3-7см чики 3-5см 3-5см креции 15см Миграцион- С глубины Нет Нет С 90см вы- Нет Нет Натеки, Рыхлые Пропитка ные формы 120см выпо- поты, нале- карбонат- вкраплекарбонатных ты, налеты, ты, со ная про- ния и новообразо- «плесень» 150см – питка со пропитка ваний корочки 150см В А1 мелкие В А1 и А2 до Железо- Нет Нет Мелкие 1- Нет В В АВg/ В В1g/// бу1-2мм буро- 10% бурые марганцевые 2мм черные А1черные бурые рые «бобовато-черные ортштейны конкреции стяжения в ортштей- «бобови- вины» до ортштейны 5мм горизонте ны 1-3мм ны» до 5мм В1g/ и В2g// 3мм Светло- Ярко-бурые Тонкие Темно-серые Сизовато- Гумусо- Нет Цвет и интен- Нет Нет бурые огле- плотные 80- серые до 80сивность ку- блестящие блестящие вые теменные гли- 100% площа- 100% площатан глинистые в бурые в го- но-серые нистые до ди поверхно- ди в В1g// и горизонте ризонте В1, потеки 20% площа- сти В1 и 50- 40-50% в В2g/ до 50% до 10-15% ди 60% в В2g/ В2g/// площади площади На 80-90см Марганцевые Нет На 70см мно- Мелкие Многочис- Многочис- Мелкие Мелкие Мелкие многослойвкрапления гочисленные редкие 1- ленные ленные вкрапле- вкрапле- вкрапления ные натеки вкрапления 2мм в гори- вкрапления вкрапления ния в го- ния в в В1g/ черного цве2-4мм зонте В1 в В1 и В2 в В1g// и ризонте В1g/ g/ та 5-6мм В2g/// В1g/ Пятна оже- Нет Нет Со 150см Нет Нет В горизон- Ржавая В гори- Бурые пятна по всему лезнения редкие пятна тах А1 и А2 окантовка зонте Апрофилю, на гранях пятна буро- Mn вкрап- и В1 буожелезненструктурных ватого цвета лений рые пятный гориотдельностей на зонт Таблица 5 Мезоморфологические особенности выщелоченного чернозема и черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания севера Тамбовской равнины Структура но- Разрез, почва вообразова- 1.Выщелочен- Поверхностное заболачи- Поверхностное увлажнение и забола- Грунтовое увлажнение и заболачиваний и поверх- ный чернозем вание со свободным отто- чивание с затрудненным оттоком ние ности педов ком под увеличе2.Чернозе- 3.Черноземо- 4.Черноземо- 5.Чернозе- 6.Чернозе 7.Чернозе- 8.Черно- 9.Черноземомовидная нием мовидная видная опод- видная вы- мовидная мовидная земовид- видная глееоподзоленоподзолен- золенная щелоченная подзоли- слабоогле- ная глее- вая ная глубоная слабо- глееватая стая глее- енная ватая кооглееноглеенная ватая ная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Поверхность Рыхлая, мезо- Плотная Плотная без Рыхлая ме- Рыхлая, Плотная. Рыхлая, ме- Рыхлая Рыхлая, мепедов гори- пор более 60% мезопор – мезопор с Fe зопор более мезопор Мезопор зопор более мезопор зопор 70%, с зонта Ап 10-20% вкрапления- 60% 20-30% 10-20% 60% 70% Fe вкраплеми ниями Карбонатные новообразования В Вg/ мелко- Рыхлая, Поверхность Рыхлая, тон- Нет Нет С кавернами Нет Нет Нет пористая, в пористая конкреций копористая, и вкраплеСса плотная, с вкрапсветлая, во- ниями зерен без пор, мел- лениями локнистая кварца козернистая кварца Плотный Плотный, Скол конкре- Пористый, Нет Нет Более тем- Нет Нет Нет мелкозерни- без пор, с ций рыхлый, свет- ный плотстый, Mn и Fe вкраплая, волокни- ный, аморфFe вкрапле- лениями стый ный ниями Мицелий – Тонкие Миграцион- Налеты – во- Нет Нет Налеты – во- нет нет Нет призматиче- аморфные ные формы локнистые, локнистые, ские кри- натечные (налеты, вы- «плесень» - «плесень» - сталлы и на- образовапоты, мице- игольчатые игольчатые течные скоп- ния кристаллы лий) кристаллы ления 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Железистые и марганцовистые новообразования Характер обо- Нет Нет Пятнистая, Темно- Серовато- Пятнистая, Бурая, Светлолочки орт- плотная, бурая, плот- бурая, по- плотная, без рыхлая, бурая, очень штейнов слоистая ная с мел- ристая пор пористая рыхлая, с кими кавер- крупными нами порами Ядро не Марганцови- Марган- Рыхлое неХарактер ядра Марганцови- Ядро плохо отделяется стое, черное, ортштейнов стый, мато- выражено цовистое однородное от оболоч- матовое или во-черный, плотное, темно-бурое, ки, черное блестящая зернистый матовое зернистое или бурое «Скелетаны» Разнозерни- Отмытые от Характер по- Редкие кварце- Локальные В В1 зерна Кварцевые Редкие кварцевые зерна равномерно стые отмы- железа зерверхность пе- вые зерна рав- скопления кварца раз- зерна рав- разбросаны по поверхности тые от железа на кварца дов в горизон- номерно рас- зерен квар- мером мел- номерно зерна кварца выполняют те АВ или пределены по ца 10-20% кого песка разбросаны составляют 90-100% А2В поверхности 40-60% по поверх50-60% педа ности Глинистые и гумусовые кутаны педов иллювиального горизонта Площадь проНет 5-10 50-70 3-4 80-100 80-100 Нет Нет Нет ективного покрытия, % Плотные, по- Плотные полуПрозрачная Прозрачная, Прозрачная Плотность, Нет Нет Нет Нет лупрозрачные, прозрачные, тонкая бурая плотная бле- тонкая цвет и струксеровато- серовато-сизые пленка стящая пленка аморфная тура бурые пленка Глеевые пятна Площадь рас- 5-15% мелко- 15-50% мел- 10-30% 30-60% 80-100% Нет 5-15%, до 70-80% Нет пространения зема возле козема возле только на только на мелкозема мелкозе- мелкозема корневых корневых хоповерхно- поверхности ма ходов и на дов и на пости педов педов поверхности верхности педов педов В черноземовидной подзолистой глееватой почве агрегаты горизонта А2fs не только с поверхности, но и внутри выполнены кварцевыми зернами (табл.5).

Морфохроматические признаки оглеения в черноземовидных оподзоленных оглееных почвах водораздела проявляются только в нижних горизонтах на поверхности педов. В черноземовидных оподзоленной и подзолистой глееватых почвах частично оглеен и сам мелкозем. Постоянный застой влаги и глубокие восстановительные условия в черноземовидных почвах грунтового увлажнения определяют интенсивное проявление морфохроматические признаков оглеения, вплоть до формирования самостоятельного глеевого горизонта (табл. 4 и 5).

6.2. Новообразования. Характерными новообразованиями почв черноземного ряда являются карбонаты. В черноземе выщелоченном неконкреционные формы карбонатных новообразований появляются на глубине 100см в виде тонковолокнистых выделений (выпоты и волокнистые налеты) и игольчатых друз (карбонатная «плесень». Однородные или слабодифференцированные округлые карбонатные конкреции размером 2-10см появляются с глубины 150см. Под увеличением центральная часть и поверхность конкреций мелкопористая, плотная, сложена волокнистым и мелкозернистым (0,02-0,03мм) кальцитом. В черноземовидной выщелоченной почве, кроме форм, представленных в черноземе выщелоченном, на глубине 150см образуется плотная зернистая карбонатная корочка на поверхности вертикальных трещин. Периодический застой влаги способствует преобразованию однородных конкреций в двухслойные «журавчики» размером 2-7см с поверхностью, изрытой кавернами, выполненной зернистым материалом. Центральная часть уплотнена и более темная. Поверхность трещин аморфная. Более гидроморфные черноземовидные почвы водораздела отмыты от карбонатов.

Неконкреционные формы карбонатов черноземовидных почв грунтового увлажнения представлены карбонатными натеками и пропиткой (Розанов, 1983). Верхняя граница появления плотных карбонатных конкреций фиксирует наиболее часто встречающийся уровень грунтовых вод. При устойчивом уровне грунтовых вод в черноземовидной слабооглеенной почве образуются плотные крупные угловатые желваки с плотной практически без пор поверхностью. При частой смене обводнения и иссушения в черноземовидной глееватой почве формируются многочисленные мелкие сильноизрезанные округлые конкреции. Поверхность стяжений рыхлая, пористая с вкраплениями кварцевого материала, внутренняя часть агрегирована в мелкие зерна, содержит значительное количество железистых вкраплений. В черноземовидной глеевой почве с длительным застоем влаги плотные карбонатные конкреции не образуются.

Марганцевые новообразования характерны для всех черноземовидных почв, их нет в выщелоченном черноземе. В черноземовидных почвах поверхностного увлажнения марганцевые натеки вкрапления блестящие, черные натечные. В чернозе мовидных почвах грунтового увлажнения марганцевые вкрапления имеют матовый черный цвет и зернистую поверхность.

В условиях северной лесостепи ортштейны образуются только в почвах замкнутых депрессий (табл.6). В черноземовидных почвах поверхностного увлажнения максимум угловатых ортштейнов приурочен к плотным оподзоленным и подзолистым горизонтам. В черноземовидных почвах грунтового заболачивания конкреции сосредоточены в рыхлых верхних гумусовых горизонтах и имеют округлую форму. В горизонте В2g///fs черноземовидной глеевой почве крупные ржаво-железистые новообразования являются реликтом, не растворившимся из-за крупных размеров. С нарастанием степени гидроморфизма цвет конкреций изменяется от почти черного, связанного с высоким содержанием марганца до светло-бурого, обусловленного окислами железа. В почвах современным контрастным застойно-промывным водным режимом поверхность ортштейнов плотная ровная. Поверхность конкреций почв с редким и непродолжительным застоем влаги или постоянно обводненных, изрыта кавернами, что свидетельствует о разрушении этих новообразований (табл.5).

Глинистые и гумусово-глинистые кутаны характерны только для черноземовидных почв поверхностного увлажнения и заболачивания. В выщелоченном черноземе эти новообразования отсутствуют (табл.5). С нарастанием степени гидроморфизма количество кутан возрастает, цвет их становится более интенсивным, прозрачность уменьшается. Непосредственно под гумусовым и оподзоленным горизонтами цвет их имеет теплые тона, вниз по профилю - за счет оглеения становится сизоватосерым. В условиях промывного водного режима почв открытых депрессий кутаны, окрашенные окислами железа, имеют бурые тона. В замкнутых понижениях их цвет серый за счет органического вещества и оглеения.

6.3. Химические свойства. Чернозем выщелоченный характеризуется равномерным распределением химических элементов по профилю (рис.8). Оглеение ведет к дифференциации минеральной массы мелкозема. В почвах поверхностного увлажнения с контрастным застойно-промывным водным режимом происходит обеднение мелкозема верхних горизонтов полуторными окислами. В черноземовидной подзолистой глееватой почве замкнутой депрессии вся верхняя часть профиля обеднена железом, марганцем, кальцием, магнием, титаном и частично алюминием. В черноземовидных почвах открытой депрессии с поверхностными водами преимущественно выносится только железо. Глееобразование при грунтовом увлажнении ведет к диффузии железа в верхние горизонты, нижние оглеенные и глеевые горизонты обеднены этим элементом (рис.8).

Валовое содержание железа в черноземе выщелоченном и черноземовидных почвах составляет 3,6-4,8%, 40-50% которого представлены «несиликатными» формами. В черноземовидных почвах поверхностного увлажнения с ростом степени гидроморфизма в почвах уменьшается содержание окристаллизованных форм и увеличивается – аморфных (рис. 9). Однако, при одном и том же периоде затопления значе ния критерия Швертманна более высокие в почвах замкнутых депрессий. При грунтовом увлажнении одновременно с ростом содержания «аморфного» железа возрастает содержание «окристаллизованного».

Черноземовидные почвы заболоченные поверхностными водами отличаются от окружающих их черноземов повышенной кислотностью и обеднением основаниями.

Рисунок 8. Изменение молекулярных соотношений SiO2/Fe2O3 и SiO2/Al2O3 по профилю почв: А- первой катены – чернозема выщелоченного и черноземовидных почв открытых депрессии поверхностного увлажнения и заболачивания; Б- второй катены - черноземовидных почв замкнутой депрессии поверхностного увлажнения и заболачивания; В – третьей катены – черноземовидных почв надпойменной террасы грунтового увлажнения и заболачивания I катена II катена III катена Ап Ап Ап ААААBg/ АВ АВ Вcag/ 1 4 ВВCcag/ В2са В2са 0 1000 2000 3000 4000 500 1000 2000 3000 4000 500 1000 2000 3000 4000 50Ап Ап Ап АААА1АА1ААВсаg// А2В А2В 2 5 В1 В1 B1cag// ВВ0 1000 2000 3000 4000 500 1000 2000 3000 4000 500 1000 2000 3000 4000 503 Аog/ Ап Ап А1 А1 А1g// А2В А2fsg/ Gfs В1g/ А2Вg/ 3 6 B2g/// B1fsg/// В1g// Cg/// В2g// 0 1000 2000 3000 4000 500 1000 2000 3000 4000 500 1000 2000 3000 4000 50Fe аморфное Fe окристаллизованное Fe силикатное Рисунок 9 Содержание различных соединений железа. Почвы: 1 – выщелоченный чернозем; - черноземовидная оподзоленная слабооглеенная; 3 – черноземовидная оподзоленная глееватая; 4 – черноземовидная выщелоченная; 2 - черноземовидная оподзоленная глубокооглеенная; 3 – черноземовидная подзолистая глееватая; 7 – черноземовидная слабооглеенная; 2 - черноземовидная глееватая; 3 – черноземовидная глеевая.

Черноземовидные почвы грунтового увлажнения сохраняют нейтральную реакцию и полностью насыщены основаниями. При поверхностном и грунтовом увлажнении с ростом степени гидроморфизма в составе обменных оснований возрастает доля магния (табл.6). Содержание натрия в почвах западин при соответствующих климатических условиях незначительно.

Общее содержание органического вещества в черноземе выщелоченном и черноземовидных почвах поверхностного и грунтового увлажнения составляет 3-3,5%.

Только в черноземовидной глеевой почве оно возрастает до 6% (рис.10). Для чернозема выщелоченного и черноземовидных почв с небольшим поверхностным и грунтовым увлажнением характерно постепенное убывание гумуса вниз по профилю. В оподзоленных и оглеенных горизонтах содержание органического вещества резко уменьшается и увеличивается доля фульвокислот. При поверхностном заболачивании с нарастанием степени гидроморфизма в составе гуминовых и фульвокислот увеличивается доля I фракции, связанной с полуторными окислами. При грунтовом - резко преобладает II фракция, связанная с кальцием. Только в черноземовидной глеевой почве с длительным поверхностным застоем влаги значительна и доля фракции, связанной с полуторными окислами.

Рисунок 10. Фракционный состав гумуса (приведены абсолютные значения фракций С,%), Почвы: 1 – чернозем выщелоченный; 2 - черноземовидная оподзоленная слабооглеенная; 3 – черноземовидная оподзоленная глееватая; 4 – черноземовидная выщелоченная; 5 - черноземовидная оподзоленная глубокооглеенная; 6 – черноземовидная подзолистая глееватая; 7 – черноземовидная слабооглеенная; 8 - черноземовидная глееватая; 9 – черноземовидная глеевая.

Черноземовидные почвы поверхностного и грунтового заболачивания хорошо обеспечены обменным калием и легкогидролизуемым азотом, но существенно различаются по содержанию подвижного фосфора. При поверхностном увлажнении наблюдается резкое снижение содержания доступных его форм (табл.6). Поэтому особое внимание в наших исследованиях было уделено фосфатному состоянию черноземовидных почв. Валовое содержание фосфора в мелкоземе всех рассматриваемых почв составляет 0,2-0,25%, только в черноземовидных почвах замкнутых депрессий увеличивается до 0,4% (рис.11). В черноземе выщелоченном преобладают органические фосфаты, а среди минеральных - фосфаты кальция. При поверхностном увлажнении в условиях свободного оттока воды в черноземовидных почвах открытых депрессий фосфаты железа вымываются из почвенного профиля. Гуминовые кислоты, связанные с полуторными окислами частично сорбируют фосфаты железа, переходящие в подвижное состояние в период весеннего застоя влаги. Поэтому доля «органического» фосфора в этих почвах возрастает, а «активного» - снижается. В условиях замкнутой депрессии в мелкоземе и ортштейнах накапливаются фосфаты железа, вымытые из почв более высоких элементов рельефа и перешедшие в подвижное состояние из фракции «прочносвязанного» при снятии окисных пленок с минеральных зерен в периоды застоя влаги. При грунтовом увлажнении доля фосфатов кальция увеличивается, а содержание органического фосфора уменьшается. Только в черноземовидной глеевой почве содержание фосфатов железа сопоставимо с содержанием фосфатов кальция (рис.11).

Сезонная динамика характерна только для почв с высокой степенью гидроморфизма. В почвах открытой депрессии водораздела наблюдается весеннее увеличение содержания железа на 120 и фосфора на 8мг/100г почвы, большая их часть выносится с промывными водами. В почвах замкнутой депрессии водораздела весенние пики содержания фосфора и железа составляют соответственно 400 и 35мг/100г почвы. В почвах грунтового увлажнения наблюдаются весенний пик содержания фосфора и железа в периоды максимального падения ОВП и летний - только фосфора в периоды выпадения обильных дождей, за счет перехода фосфатов кальция из апатитовой фракции в более подвижные - Са-РI и Са-PII.

I II А 0 50 100 150 200 250 300 350 40 40 80 120 160 2Б 5 0 40 80 120 160 20 50 100 150 200 250 300 350 47 В 0 50 100 150 200 250 300 350 40 40 80 120 160 2активный минеральный органический CaI-P CaII-P Al-P Fe-P CaIII-P прочносвязанный минеральный Рис. 11. Фракционный состав активного минерального (I) и общего фосфора (II) в исследуемых почвах: А-почвы первой катены: 1- чернозем выщелоченный, 2- черноземовидная оподзоленная слабооглеенная; 3- черноземовидная оподзоленная глееватая; Б - почвы второй катены: 4- черноземовидная выщелоченная; 5- черноземовидная оподзоленная глубокооглеенная; 6- черноземовидная подзолистая глееватая; В – почвы третьей катены: 7- черноземовидная слабооглеенная; 8-черноземовидная глеевая; 9- черноземовидная глеевая 7. Химический состав ортштейнов. В конкрециях черноземовидных почв севера Тамбовской равнины аккумулируются Mn, P и Fe (Кн(MnО) > Кн(P2O5) > Кн (Fe2O3)). При поверхностном и грунтовом увлажнении с ростом степени гидроморфизма почв коэффициент накопления марганца снижается, а железа возрастает (рис.12). Наиболее ярко агроэкологическое состояние почв при поверхностном и грунтовом увлажнении, отражает соотношение Fe/Mn, извлекаемых сернокислой вытяжкой (коэффициент заболоченности по Зайдельману и Оглезневу). В конкрециях черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения с контрастным застойно-промывным водным режимом преобладают «аморфные» соединения железа, а в черноземовидных почвах с очень коротким или более длительным периодом застоя влаги «окристаллизованные».

Таблица 6. Физико- химические и химические свойства выщелоченного чернозема и черноземовидных почв севера Тамбовской равнины Характеристика Разрез, почва Почвы поверхностного заболапочвы 1. Черно- Почвы поверхностного увлажнения и за- Почвы грунтового увлажнения и чивания с свободным оттоком зем выще- болачивания с затрудненным оттоком заболачивания 2. Чернозе- 3. Черноземо- 4. Черноземо- 5. Черноземо- 6. Черноземо- 7. Чернозе- 8. Черно- 9. Чернозелоченный мовидная видная оподзо- видная выще- видная опод- видная подзо- мовидная земовидная мовидная оподзоленная ленная глеева- лоченная золенная глу- листая глеева- слабоогле- глееватая глеевая слабооглеен- тая бокооглеенная тая енная ная Кислотность, состав обменных оснований рНсол (Ап) 5,2 ± 0,1 4,8 ± 0,1 4,7 ± 0,1 5,1 ± 0,2 4,7 ± 0,1 4,9 ± 0,1 6,4± 0,2 6,5± 0,.2 6,5± 0,Гидролитическая кислотность, ммоль/ 100г 5,5 ± 0,5 11,0 ± 0,8 11,2 ± 0,5 7,5 ± 0,7 10,1 ± 0,3 11,1 ± 0,1 0,4± 0,1 0,5± 0,1 0,8± 0,почвы (Ап) Сумма обменных оснований, ммоль/100г поч35 ± 2 29 ± 3 29 ± 3 35 ± 3 21 ± 2 17 ± 3 56 ± 3 53 ± 4 55 ± вы (Ап) Степень насыщенности 84 ± 3 71 ± 5 73 ± 2 82 ± 2 67 ± 2 59 ± 3 100 100 98± основаниями, % (Ап) Соотношение 5,5 ± 0,3 4,1 ± 0,2 4,1 ± 0,2 4,4 ± 0,4 3,8± 0,7 3,8± 0,6 7,0± 0,5 4,9± 0,8 5,0± 0,Са:Mg (Ап) Гумусное состояние Сорг, % 2,88 3,72 3,15 3,07 3,51 3,10 2,61 4,68 5,Соотношение Сгк:Сфк, 1,9 1,69 1,53 2,0 1,97 1,82 2,01 0,92 2,в Ап Соотношение Сгк:Сфк, - 0,98 1,08 - 0,64 0,79 1,02 1,60 1,в А2, А2Вg или G СГКI:СГКII 1:2 2:1 2:1 3:2 2:1 2:1-3:1 1:7 1:5 - 1:3 1:3 - 1:Обеспеченность элементами питания Nлг по Корнфилду, 15,4 ± 1,6 15,4 ± 1,8 14,2 ± 1,2 15,4 ± 1,6 15,4 ± 1,4 15,4 ± 1,6 19,6 ± 2,8 19,6 ± 2,8 35,0 ± 6,мг/100г почвы(Ап) К2О по Чирикову, 11,4 ± 1,3 10,4± 1,2 8,5± 1,2 10,7 ± 1,1 12,2 ± 1,4 15,4 ± 1,6 17,8 ± 1,8 14,4 ± 1,5 16,5 ± 1,мг/100г почвы(Ап) Р2О5 по Чирикову, 10,2 ± 0,6 2,1± 1,3 0,7± 0,2 11,2 ± 0,9 4,2 ± 0,5 2,6 ± 0,3 11,6 ± 0,9 8,8 ± 0,8 18,1 ± 1,мг/100г почвы (Ап) Mn Fe P Mn Fe P Mn Fe P Mn Fe P Mn Fe P В Г Д А Б 0 Ап А1 А2В Ап А1 А2В Ап А1 А2В Ап А1 А2 Ап А1 А2 Ап А1 А2 Ап А1 AВg Ап А1 AВg Ап А1 AВg А1 AВg В1g А1 AВg В1g А1 AВg В1g G G G Рисунок 12. Коэффициенты накопления марганца, железа и фосфора (MnO, Fe2O3, P2O5) в ортштейнах почв: А - черноземовидной оподзоленной; Б – черноземовидной подзолистой глееватой; В – черноземовидной слабооглеенной; Г – черноземовидной глееватой; Д – черноземовидной глеевой.

Ап Активный минеральный фосфор АА Органический фосфор А2В 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Прочносвязанный минеральный фосфор Ап АБ АРисунок 13. Соотношение различных фракций орА2В 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% ганического, активного и прочносвязанного мине0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100% а) рального фосфора в ортштейнах почв замкнутых Ап В западин поверхностного увлажнения (А, Б) и AАВg грунтового увлажнения (В, Г, Д).

0% 1 0% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 10 0% AАВg Г Bg 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% G Д 0 % 10 % 20 % 3 0% 4 0% 50 % 60 % 7 0 % 8 0% 90 % 1 0 0% 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100% б) Важную информацию о происхождении и возрасте конкреций несет фракционный состав фосфора, валовое содержание которого составляет 1,3-2%. В ортштейнах почв поверхностного увлажнения доля «органического» фосфора достигает 3050%. Процесс концентрации «органического» фосфора носит микробиологический характер и интенсивнее протекает при кислой реакцией среды (Аристовская, 1980).

При нейтральной реакции и насыщенности кальцием органическое вещество не сорбирует фосфаты, поэтому его содержание в конкрециях почв грунтового увлажнения - 1-3%. Соотношение «активного» минерального и «прочносвязанного» фосфора изменяется в зависимости от возраста Fe-Mn конкреций. В свежеобразованных в модельных условиях ортштейнах содержание «активного» минерального фосфора составляет 80-90% от общего минерального. В ортштейнах почв с современным контрастным застойно-промывным водным режимом - 60-80%. В реликтовых ортштейнах, снижается до 20-40% (рис.13).

8. Количественная диагностика степени гидроморфизма. Проблема количественной диагностики степени гидроморфизма черноземов в настоящее время остается Коэффициент накопления Коэффициент накопления практически нерешенной для лесостепной зоны в целом и, в частности для севера Тамбовской равнины. Для решения этой задачи необходимы следующие три группы сведений, отражающие особенности почв с нарастанием (в пространстве) признаков переувлажнения: 1. морфологические и аналитические характеристики, обусловленные переувлажнением; оценки 2. водного режима почв разной степени гидроморфизма и 3. продуктивности районированных культур в годы разной влажности.

Для почв таежно-лесной зоны предложено несколько количественных критериев в зависимости от типа заболачивания, генезиса и состава почвообразующей породы.

Наиболее распространенный основан на соотношении аморфного и суммарного несиликатного железа (критерий Швертманна). В качестве диагностического критерия степени заболоченности почв с элювиально-иллювиальным профилем, Зайдельманом и Оглезневым (1972) был предложен метод, основанный на определении отношения железа к марганцу, извлекаемых из ортштейнов горизонта Ап 1n сернокислой вытяжкой (Кз – коэффициент заболоченности). Значительно реже при диагностике обращают внимание на состав органического вещества. Только для определения степени заболоченности дерново-карбонатных почв было предложено использовать пирофосфатную вытяжку из гумусовых горизонтов (Старцев, 1989).

В лесостепной зоне критерий Швертманна применим только для почв поверхностного увлажнения. При одном и том же периоде внутрипочвенного застоя влаги значения этого показателя более высокие в почвах замкнутых депрессии, чем в открытых (табл. 7). Отношение Fe/Mn, извлекаемых из ортштейнов 1n сернокислой вытяжкой, при поверхностном и грунтовом заболачивании возрастает с увеличением периода переувлажнения почвы (табл.7). Но в условиях севера Тамбовской равнины заболачивание черноземовидных почв часто не сопровождается конкрециообразованием.

Качественный состав органического вещества почв в лесостепной зоне является стабильным показателем агроэкологического состояния почв, поэтому было предложено использовать отношение оптических плотностей вытяжек, извлекающих различные его фракции в качестве критерия переувлажнения и заболачивания черноземовидных почв:

10 (D1 F1) KI II , где D2FКI-II – критерий переувлажнения и заболачивания черноземовидных почв; D1 – оптическая плотность щелочной вытяжки, D2 –оптическая плотность щелочной пирофосфатной вытяжки, F1, и F2 - соответствующие разбавления. Измерения проводились при длине волны =440 нм (Синий светофильтр). Щелочную вытяжку разбавляли в 2-25раз в зависимости от цвета вытяжки, щелочную пирофосфатную – в 25раз.

Использование соотношения оптических плотностей позволяет снизить систематическую ошибку и исключает необходимость построения калибровочного графика. Показатель обладает высокой чувствительностью при поверхностном увлажнении и позволяет выделять участки почв грунтового заболачивания (табл.7).

Таблица 7. Количественные показатели степени гидроморфизма черноземовидных почв севера Тамбовской равнины Количественные показатели степени переувлажнения и заболачивания Критерий Швертманна Морфологические критерии Продуктивность с.- Кз *по ортштейнам из КI-II**по мелкозему паРазрез, почва Feo/ Fed по мелкозему гидроморфизма х. культур пахотного горизонта хотного горизонта пахотного горизонта Интервал X ± t0,95m Интервал X ± t0,95m Интервал X ± t0,95m Почвы поверхностного заболачивания со свободным оттоком открытой депрессии 1. Чернозем выщело- Отсутствуют Возможно возделыНет ортченный вание всех райони- 0,05-0,09 0,07±0,02 - 1,5- 2,0 1,68±0,штейнов рованных культур 2.Черноземовидная Снижение урожайСкелетаны, Mn вкрапления, Нет орт- Нет ортоподзоленная слабо- ности зерновых на 0,10-0,14 0,12±0,02 3,0-5,0 3,70±0,глинистые кутаны штейнов штейнов оглеенная 40-60% 3.Черноземовидная Скелетаны, Mn вкрапления, Нет орт- Нет ортоподзоленная глеева- глинистые кутаны пятна Вымочки зерновых 0,14-0,20 0,17±0,03 5,0-6,0 5,55±0,штейнов штейнов тая оглеения ниже120см Почвы поверхностного увлажнения и заболачивания с затрудненным оттоком замкнутой депрессии Mn вкрапления, глинистые Повышение уро4.Черноземовидная Нет орт- Нет орткутаны жайности зерновых 0,07 – 0,09 0,08±0,01 2,1-3,0 2,55±0,выщелоченная штейнов штейнов на 20%, 5. Черноземовидная Скелетаны, ортштейны, Mn Снижение урожай< 8, оподзоленная глубо- вкрапления, гумусовые ку- ности зерновых на 0,20 – 0,27 0,24±0,06 3,1-5,0 3,81±0,5,3 1,кооглеенная таны 50-80% 6. Черноземовидная Горизонт А2, ортштейны, Постоянные вымоч>8, подзолистая глеева- марганцевые вкрапления, ки зерновых 0,28 – 0,37 0,39±0,10 6,0-10,0 7,61±0,12,5 1,тая гумусовые кутаны Почвы грунтового увлажнения и заболачивания 7. Черноземовидная Пятна оглеения 10-20%, Высокие урожаи 0,20 -0,28 0,25±0,03 <3 2,0 0,4 0,2-0,4 0,25±0,слабооглеенная ортштейны зерновых 8. Черноземовидная Пятна оглеения 40-50%, Вымочки зерновых, 0,20 -0,25 0,24±0,05 3-9 5,1 0,7 0,4-0,8 0,55±0,глееватая ортштейны только мн. травы 9. Черноземовидная Горизонт G, ортштейны Вымочки зерновых, 0,35-0,50 0,41±0,10 >9 7,0 0,6 0,8-2,0 1,29±0,глеевая только мн. травы * Кз – коэффициент заболоченности (Fe/Mn в 1н сернокислой вытяжке из ортштейнов) – коэффициент заболоченности;**КI-II - критерий переувлажнения и заболачивания черноземовидных почв Щелочная пирофосфатная вытяжка используется при ускоренном пирофосфатном методе определения состава гумуса по Кононовой и Бельчиковой. В нее переходят гумусовые кислоты I и II фракции. Ее использование позволяет сравнивать почвы с различным содержанием органического вещества.

Щелочную вытяжку (0.1n NaOH) используют для определения группового и фракционного состава гумуса по Тюрину в модификации Пономаревой и Плотниковой; в нее переходят свободные и связанные с подвижными полуторными окислами гуминовые и фульвокислоты. При поверхностном увлажнении увеличивается содержание I фракции и вытяжка 0,1n NaOH без декальцирования становится более темной, при грунтовом заболачивании – напротив ее доля уменьшается и вытяжка становится более светлой. Это позволяет использовать ее в качестве экспресс-метода для определения почв поверхностного и грунтового заболачивания (табл. 9).

Выводы 1. Агроэкологические особенности сельскохозяйственных территорий севера Тамбовской равнины определяются наличием в почвенном покрове черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения, резко отличающихся по особенностям водного режима и агрофизическим свойствам от окружающих черноземов выщелоченных.

2. Заболачивание кислыми атмосферными водами ведет к ухудшению агрофизических свойств - увеличению плотности, уменьшению пористости, в первую очередь межагрегатной, снижению структурности, образованию глыбистых агрегатов и резкому снижению коэффициента фильтрации, элювиальной дифференциации по илу. При заболачивании грунтовыми водами в почве формируется водопрочная зернистая структура и благоприятные агрофизические свойства, определяющие высокие коэффициенты фильтрации.

3. Черноземовидные оподзоленные и подзолистые почвы депрессий водоразделов в сухие по зимним осадкам годы находятся, как и чернозем выщелоченный в автоморфном режиме, в средние и влажные - в верхнем метре их профиля от 2-3-х недель до 2-х месяцев застаивается верховодка. Водный режим черноземовидных глееватых и глеевых почв надпойменных террас определяется высоким уровнем грунтовых вод. Продолжительность весеннего застоя влаги в верхних горизонтах составляет в зависимости от влажности года от 1-2 недель до 1,5 месяцев - в черноземовидной слабооглеенной почве и до 3-4 месяцев - в черноземовидных глееватой и глеевой почвах.

4. Застой атмосферных вод, насыщенных кислородом в верхних горизонтах черноземовидных почв водоразделов ведет к падению ОВП до +150mV при свободном оттоке воды, и до +50mV – при затрудненном. В условиях чередования кратковременных восстановительных и продолжительных окислительных условий формируются черноземовидные почвы с кислыми оподзоленными и подзолистыми горизонтами. Продолжительный застой влаги в нижних горизонтах черноземовидных почв низких надпойменных террас и постоянная капиллярное увлажнение - верхних определяют глубокие восстановительных условия (ОВП – (-200)mV) и образование глееватых и глеевых горизонтов.

5. Неконкреционные карбонатные новообразования чернозема выщелоченного представлены игольчатыми и волокнистыми формами. Твердые недифференцированые конкреции имеют пористую поверхность. Дополнительное поверхностное увлажнение черноземовидной выщелоченной почвы ведет к появлению натечных и зернистых форм карбонатов и дифференциации конкреций на хрупкую с кавернами корочку и плотное стекловидное ядро. Почвы более высокой степени гидроморфизма на водоразделе отмыты от карбонатов. Неконкреционные формы в черноземовидных почвах грунтового увлажнения представлены натечным кальцитом. Угловатые конкреции с марганцевыми и железистыми вкраплениями фиксируют наиболее часто встречающийся уровень грунтовых вод.

6. Оглеение в условиях застойно-промывного режима ведет к формированию в черноземовидных почвах новообразований не характерных для черноземов: марганцевых вкраплений, угловатых ортштейнов, «скелетан», глинистых и гумусовоглинистых кутан - при поверхностном увлажнении, округлых ортштейнов, марганцевых вкраплений и железистые вкраплений - при грунтовом.

7. При поверхностном и грунтовом заболачивании в ортштейнах черноземовидных почв аккумулируются Mn, P и Fe. С нарастанием степени гидроморфизма коэффициент накопления Mn снижается, а Fe возрастает. В конкрециях почв с современным контрастным застойно-промывным водным режимом преобладает «аморфное» железо и активный минеральный фосфор, а в конкрециях почв с редким или длительным застоем влаги – «окристаллизованное» железо и прочносвязанный фосфор. «Органический» фосфор накапливается в ортштейнах только при поверхностном увлажнении.

8. Для чернозема выщелоченного и черноземовидной выщелоченной почвы характерно равномерное распределение SiO2 и R2O3 по профилю. При поверхностном заболачивании в условиях контрастного застойно-промывного водного режима в черноземовидных оподзоленных почвах верхние горизонты обедняются Fe за счет вымывания их поверхностными водами, а в черноземовидных подзолистых – Fe, Mn, Ca, Mg и Al. При грунтовом заболачивании дифференциация выражена слабее. Из-за диффузии железа к поверхности и аккумуляции в Fe-Mn конкрециях глееватые и глеевые горизонты черноземовидных почв обеднены этим элементом. В черноземовидных почвах поверхностного и грунтового увлажнения с ростом степени гидроморфизма в почвах уменьшается содержание «окристаллизованных» форм железа и увеличивается – «аморфных». Более интенсивно этот процесс протекает в условиях замкнутых депрессий.

9. Черноземовидные почвы поверхностного увлажнения и заболачивания отличаются от окружающих их черноземов выщелоченных повышенной кислотностью и Таблица 8. Эколого-гидрологические особенности черноземовидных почв севера Тамбовской равнины, рекомендации по использованию в естественном состоянии и оценка потребности в осушении при различном с.-х. использовании Разрез, почва Водный ре- Морфологиче- Новообразо- KI-II Физические и Урожайность Рекомендации Необходижим во ские признаки вания химические с.-х.культур по использова- мость древлажный по оглеения свойства нию в естест- нажа зимним венном состояосадкам год нии Почвы поверхностного увлажнения и заболачивания открытой депрессии водораздела 1. Чернозем выще- Промывной Отсутствуют Карбонатные 1,5- Оптимальные 30-40ц/га – Возделывание Отсутствулоченный конкреции со 2,0 для с.-х. расте- озимые, 25- всех райониро- ет 150см ний 30ц/га-яровые ванных с.х.

зерновые культур 4.Черноземовидная Кратковре- Отсутствуют Глинистые Оптимальные В сухиегоды выщелоченная менный за- кутаны, Mn для с.-х. расте- повышение 2,1стой влаги вкрапления, ний урожайности 3,до конца карбонатные зерновых на апреля «журавчики» 20% 2.Черноземовидная Застой вла- «Скелетаны» в Марганцевые Повышенная ки- Снижение Исключить зяб- Выборочоподзоленная сла- ги до конца нижней части вкрапления и 3,0- слотность, дефи- озимых на 20- левую вспашку, ный дребооглеенная мая гумусового натеки, бу- 5,0 цит Р, повышен- 50%, яровых озимые; мн. тра- наж, изпрофиля, пятна рые глини- ная плотность, на 50-70% вы весткова3.Черноземовидная Застой вла- оглеения 10- стые кутаны снижение струк- Вымочки ози- Исключить зяб- ние оподзоленная ги до начала 20% ниже 5,0- турности и водо- мых зерновых левую вспашку, глееватая августа 150см 6,0 проницаемости только посев мн.

трав Почвы поверхностного увлажнения и заболачивания замкнутой депрессии водораздела 4.Черноземовидная Кратковре- Отсутствуют Глинистые Оптимальные В сухие годы Возделывание Отсутствувыщелоченная менный за- кутаны, Mn для с.-х. расте- повышение всех райониро- ет стой влаги вкрапления, 2,1- ний урожайности ванных с.-х.

до конца карбонатные 3,0 зерновых на культур апреля «журавчики» 20% 5. Черноземовид- Застой вла- «Скелетаны» в Темно-бурые Повышенная ки- Снижение Исключить зяб- Выборочная оподзоленная ги до начала нижней части ортштейны, слотность, дефи- урожайности левую вспашку, ный дреглубокооглеенная июля горизонта А1, гумусовые 3,1- цит подвижного озимых зер- озимые, мн. тра- наж целепятна оглеения кутаны, мар- 5,0 фосфора, повы- новых на 40- вы сообразен, 5-10% ниже ганцевые шенная плот- 60%, яровых - если запа150см вкрапления ность, снижение 20-90% дины ме6. Черноземовид- Поверхност- Подзолистый Бурые орт- структурности и Постоянные Только посев шают двиный застой, ная подзолистая горизонт, пят- штейны, гу- водопроницае- вымочки зер- мн. трав, или ес- жению внутрипочглееватая на оглеения мусовые ку- 6,0- мости новых, тественный тра- техники венный - до 10-20% ниже таны, мар- 10,0 востой середины 150см ганцевые июля вкрапления Почвы грунтового увлажнения и заболачивания надпойменной террасы 7. Черноземовид- Застой вла- Пятна оглее- Черные ортБлагоприятные Высокие уро- Исключить зяб- После проштейны, Mn ная слабооглеен- ги в верх- ния до 20% для с.х. культур, жаи зерновых левую вспашку; ведения вкрапления, ная них гори- высокая порис- озимые, много- системати0,2крупные углозонтах до тость, низкая летние и одно- ческого 0,ватые карбоконца июня плотность, ней- летние травы дренажа натные желватральная реак- возможно ки ция, высокая возделываПоверхно- Горизонт мра- Бурые ортИз-за посто- Только под естеобеспеченность ние всех штейны, Mn стный за- моровидной янного обвод- ственные сеноэлементами пи- полевых 8. Черноземовид- вкрапления, 0,4стой влаги окраски (пятна нения невоз- косы тания, высокая культур угловатые ная глееватая 0,до начала оглеения до можность возоструктуренкарбонатные августа 50%) делывания каконкреции ность ких-либо с.х.

Поверхно- Самостоятель- Светло-бурые культур ортштейны, стный за- ный глеевый 9. Черноземовид- 0,8Mn вкраплестой влаги горизонт ная глеевая 2,ния пятна до конца ожелезнения августа обеднением основаниями. Черноземовидные почвы грунтового увлажнения сохраняют нейтральную реакцию и полностью насыщены основаниями. В составе обменных оснований преобладает кальций. Натрий отсутствует в почвах поверхностного увлажнения, содержание его в почвах грунтового увлажнения менее 0,3% от ЕКО.

10. Черноземовидные почвы поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания, как и чернозем выщелоченный, характеризуются гуматным типом органического вещества верхних горизонтов. В оподзоленных и подзолистых горизонтах при поверхностном заболачивании и в глееватых и глеевых - при грунтовом резко снижается содержание органического вещества, и увеличивается в его составе доля фульвокислот. При поверхностном заболачивании в составе гуминовых и фульвокислот по сравнению с выщелоченным черноземом увеличивается доля I фракции, связанной с полуторными окислами, а при грунтовом –II, связанной с кальцием.

11. В черноземе выщелоченном фосфаты представлены органическими соединениями и фосфатами кальция. В кислых черноземовидных почвах поверхностного увлажнения и заболачивания при свободном оттоке воды происходит вымывание фосфатов железа и сорбция их органическим веществом. При затрудненном оттоке фосфаты железа накапливаются в мелкоземе и в ортштейнах. В черноземовидных почвах грунтового увлажнения среди «минеральных» фосфатов преобладают фосфаты кальция, содержание фосфатов железа и органического фосфора снижается.

12. В качестве количественной характеристики эколого-гидрологические особенностей черноземовидных почв поверхностного и грунтового заболачивания севера Тамбовской равнины можно использовать степень окристаллизованности «несиликатного» железа (критерий Швертманна), состав железо-марганцевых конкреций (коэффициент заболоченности по Зайдельману и Оглезневу) и качественный состав гумуса (критерий переувлажнения и заболачивания черноземовидных почв). Критерий Швертманна применим только при поверхностном увлажнении и заболачивании, коэффициент заболоченности - только для почв, в профиле которых присутствуют ортштейны. Предложенный критерий переувлажнения и заболачивания черноземовидных почв в можно использовать для диагностики агроэкологического состояния чернозема выщелоченного и черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения и заболачивания.

13. На основе многолетнего изучения гидрологического режима, продуктивности и морфологии черноземовидных почв разработана количественная диагностика степени их гидроморфизма для условий севера Тамбовской равнины и оценка целесообразности их осушения при различном сельскохозяйственном использовании Предложения для производства 1. Предложены рекомендации по использованию черноземов и черноземовидных почв в практике земледелия Тамбовской низменности с учетом степени их гидроморфизма и агрофизических особенностей (табл. 8):

1.1. Чернозем выщелоченный и черноземовидную выщелоченную почву водораздела следует использовать для выращивания любых районированных культур без дренажа. В этом случае целесообразно орошение овощных и плодовых культур в засушливые и сухие годы;

1.2. Черноземовидные оподзоленные глееватые почвы без дренажа можно использовать только под озимые зерновые и многолетние травы. С целью оптимизации водного режима следует отказаться от зяблевой вспашки. На таких почвах орошение нецелесообразно. При использовании этих почв в полевых севооборотах необходим выборочный дренаж в сочетании с известкованием.

1.3. Черноземовидные подзолистые глееватые почвы в естественном состоянии пригодны только для возделывания многолетних трав. Выборочный закрытый дренаж в сочетании с известкованием целесообразен, если вымочки мешают движению техники и нормальной обработки.

Таблица 9 Экспресс- диагностика и агроэкологическая характеристика выщелоченного чернозема и черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения севера Тамбовской равнины Цвет ще- Почвы Характеристика Использование лочной водного режима вытяжки Бледно- Черноземовидные слабо- В средние и влаж- В естественном состоянии озижелтый оглеенные почвы грунто- ные по зимним мые зерновые, однолетние и вого увлажнения осадкам годы многолетние травы, под полевые внутрипочвенный культуры целесообразен систезастой влаги матический дренаж Интен- Черноземовидные глее- Ежегодный дли- В естественном состоянии – сивно ватые и глеевые почвы тельный поверх- размещение сенокосов, под пожелтый грунтового заболачива- ностный застой левые культуры целесообразен ния влаги систематический дренаж Желто- Выщелоченный чернозем Благоприятный Возможно возделывание всех коричне- и черноземовидная вы- для всех райони- районированных сельскохозяйвый щелоченная почва рованных сель- ственных культур, в сухие и скохозяйственных средние годы целесообразно культур орошение под овощные и плодовые Корич- Черноземовидные опод- В средние и влаж- Под озимые зерновые и многоневый золенные слабооглеен- ные по зимним летние травы, после проведения ные почвы поверхност- осадкам годы выборочного дренажа и известного увлажнения внутрипочвенный кования – в полевых севооборозастой влаги тах Темно- Черноземовидные опод- Ежегодный дли- В естественном состоянии толькоричне- золенные и подзолистые тельный поверх- ко под многолетние травы, после вый до глееватые почвы поверх- ностный застой дренажа и известкования – в черного ностного заболачивания влаги полевых севооборотах 1.4. На черноземовидной слабооглеенной почве грунтового увлажнения возможно получение высоких урожаев озимых зерновых культур. Однако при этом следует избегать осенней зяблевой вспашки. При вовлечении этих почв в полевые севообороты целесообразен систематический дренаж.

1.5. Черноземовидные глеевую и глееватую почвы в условиях естественного водного режима можно использовать только для размещения естественных сенокосов. Выборочный или систематический дренаж этих почв окупается через 2-3года.

Его проведение позволит использовать их в полевых севооборотах.

2. На переувлажненных черноземовидных оподзоленных и подзолистых глееватых почвах поверхностного увлажнения и заболачивания необходимо дробное внесение фосфорных удобрений, из-за опасности их ретроградации.

3. При крупномасштабном картировании, рекогносцировочных исследованиях и для уточнения почвенных границ в качестве количественного критерия степени переувлажнения и заболачивания черноземовидных почв может быть использован предложенный нами метод диагностики степени гидроморфизма почв, основанный на отношение оптической плотности щелочной вытяжки к оптической плотности щелочной пирофосфатной. Не проводя измерений, только по цвету щелочной вытяжки можно дать предварительную экспресс-диагностику и агроэкологическую характеристику чернозема выщелоченного и черноземовидных почв (табл. 9) Список публикаций по теме диссертации а) в журналах рекомендованных ВАК 1. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Степанцова Л.В. Эколого-гидрологические особенности выщелоченных черноземов и лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины// Почвоведение. 2002. №9. С.1102-1114.

2. Зайдельман Ф.Р. Никифорова А.С. Степанцова Л.В. Формы и свойства гумуссированных «языков» в профилях выщелоченного чернозема и лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины// Вестник МГУ. 2001. Сер.17. Почвоведение. С 15-26.

3. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Степанцова Л.В. Химические свойства автоморфных и гидроморфных почв севера лесостепи // Вестн. Моск ун-та. Сер 17. Почвоведение. 2006.

№1. С 18-26.

4. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. Химические свойства почв замкнутых западин севера Тамбовской равнины// Вестн Моск. ун-та сер 17. Почвоведение. 2007. С. 35-5. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Степанцова Л.В., Красин В.Н., Сафронов С.Б. Эколого-гидрологические и генетические особенности черноземовидных почв замкнутых западин севера Тамбовской равнины// Почвоведение. 2008. №2. С.198-26. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С., Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. Марганец, железо и фосфор в ортштейнах черноземовидных почв севера Тамбовской равнины и их значение для диагностики степени оглеения// Почвоведение, 2009. №5. С 521-57. Никифорова А.С., Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. Фосфатное состояние черноземовидных почв севера Тамбовской равнины// Вестник МГУ. Серия Почвоведение. 2010. №2. С. 26-38.

8. Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. К характеристике фосфатного состояния черноземовидных почв замкнутых депрессий водоразделов.// Достижения науки и техники АПК. 2008. №8. С. 12-15.

9. Степанцова Л.В., Трунов И.А., Красин Н.В., Сафронов С.Б. Некоторые аспекты проблемы переувлажнения черноземов севера Тамбовской области // Вопросы современной науки и практики, Университет им. В.И. Вернадского. 2006. № 3 (5). С. 39-10. Степанцова Л.В., Мананникова Н.Ю., Волохина В.П. Изучение подвижности фосфора и железа в переувлажненных почвах открытой лощины севера Тамбовской равнины в мо дельных условиях // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2007. №3(9). С.171-111. Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. К характеристике фосфатного состояния черноземовидных почв открытых депрессий // Вопросы современной науки и практики.

Университет им. В.И. Вернадского. Серия Технические науки. 2008. №1(11). С. 52-12. Степанцова Л.В., Полтинин А.П., Красин В.Н. Диагностика и основные направления использования черноземовидных почв севера Тамбовской равнины // Вестник МичГАУ.

Мичуринск, 2011. №2. Ч.1. С.121-113. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Количественный показатель глубины залегания грунтовых вод в черноземовидных почвах севера Тамбовской равнины // Вестник МичГАУ. Мичуринск, 2011. №2. Ч.1. С.106-114. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Характеристика почвенного покрова Первомайского района Тамбовской области на примере ООО «Биопрогресс» // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2011. Том 16.Вып.5.

15. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Место лугово-черноземных почв северной лесостепи в новой «Классификации почв России» (2004) // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2011. Том 16.Вып.5.

16. Красин В.Н., Степанцова Л.В. Особенности карбонатных конкреций черноземовидных почв севера Тамбовской равнины // Вестник ОГУ. Оренбург, 2011 №17. Степанцова Л.В. Диагностика и использование черноземовидных почв севера тамбовской равнины // Вестник ОГУ. Оренбург, 2011 №в) основные публикации в региональных изданиях и межвузовских сборниках 18. Степанцова Л.В. Изменение физико-химических свойств черноземных почв северной части Тамбовской равнины под влиянием переувлажнения.// Вестник МичГАУ. Мичуринск, 2001. т.1. №3. С.31-19. Степанцова Л.В. Динамика содержания Р2О5 и Fе2 в выщелоченном черноземе и луговочерноземных почвах севера Тамбовской низменности.// Мат.науч. сессии по фундаментальному почвоведению. М.:МАКС Пресс. 2004. С. 102-120. Никифорова А.С. Степанцова Л.В. Химические свойства выщелоченного чернозема и лугово-черноземных почв севера Тамбовской низменности.// Мат. IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Кн.2. Новосибирск.М.НГУ. С.521. Никифорова А.С., Степанцова Л.В. Водный режим черноземов и лугово-черноземных почв севера Тамбовской низменности.// Тез. докл. всероссийской науч-практ. конф.

«Гидроморфные почвы – генезис, мелиорация и использование». Москва, 2002. С. 24.

22. Степанцова Л.В. Некоторые особенности переувлажненных почв севера Тамбовской равнины.//Сб. статей межд. науч-практ. конф. Кн. 1. Барнаул, 2005. С. 127-123. Трунов И.А., Степанцова Л.В. Влияние типа и степени гидроморфизма на морфологические и водно-физические свойства лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины.// Сборник науч. тр. Ч.1. Воронеж, 2005. С. 101-107.

24. Сафронов С.Б. Степанцова Л.В., Гришутина Т.Н., Особенности химического состава лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины//Materialy II medzynarodowej naukowe-praktycznej koferencji «Wyszta, cenie i nauka bez granic - 2005». Tom 18 Ekologia, Geografia I geologia, Przemysl – Praha, 2005, p 26-28.

25. Сафронов С.Б., Степанцова Л.В., Леликова Е.И., Красин В.Н. Оценка различных методов определения доступного растениям фосфора на переувлажненных лугово-черноземных почвах Тамбовской равнины // Вестник МичГАУ. Мичуринск, 2006. №1. С. 85-26. Степанцова Л.В., Красин В.Н. Особенности водного режима черноземовидных почв замкнутых депрессий севера Тамбовской равнины // Мат. Всерос. научн. конф., СанктПетербург, 2006. С. 103.

27. Степанцова Л.В. Сафронов С.Б. Красин В.Н. Фракционный состав фосфора переувлажненных черноземовидных почв лесостепи // Мат. Межд. науч-практ конф СанктПетербург, 2008. С. 110-128. Сафронов С.Б. Степанцова Л.В. Некоторые особенности почв открытых лощин водоразделов севера Тамбовской области // Русский чернозем. Юб. Сб. науч. работ. Воронеж, 2007. С 260-229. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Красина Т.В. Некоторые особенности почв западин севера Тамбовской области и возможности их фитомелиорации // Русский чернозем. Юб.

сб.науч. работ. Воронеж, 2007. С. 221-230. Красин В.Н. Степанцова Л.В. Красина Т.В. Оценка масштабов переувлажнения почв на территории Первомайского района Тамбовской области // Материалы V съезда Всеросс.

общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Ростов-на-Дону, 2008. С.419-431. Степанцова Л.В. Сафронов С.Б. Никифорова А.С., Красин В.Н. К характеристике ортштейнов черноземовидных почв западин севера Тамбовской равнины // Материалы V съезда Всеросс. общества почвоведов им. В.В. Докучаева. Ростов-на-Дону. 2008. С.432. Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. К характеристике фосфатного состояния черноземовидных почв грунтового увлажнения // Вестник МичГАУ. Мичуринск, 2008.

№2. С. 28-33. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Сафронов С.Б., Никифорова А.С. Морфологические особенности карбонатных новообразований выщелоченных черноземов и черноземовидных почв Тамбовской равнины и их диагностическое значение// Бюлл. Московского общества испытателей природы. Отдел Биологический. Т. 114, вып. 2009 Прил. 1 Ч. 2. С.384-334. Степанцова Л.В., Красин Н.В., Сафронов С.Б. Особенности фракционного состава гумуса черноземовидных почв поверхностного и грунтового увлажнения севера Тамбовской равнины в связи с их диагностикой и сорбцией фосфора в ортштейнах // Труды V Всеросс. конф. Ч. 2. Спб, 2010. С. 654-635. Степанцов В.О. Степанцова Л.В. Эколого-гидрологические особенности переувлажненных почв северной части Тамбовской равнины. Информ.листок, №70-012-01, ГУТамбовский центр НТИ, Тамбов, 2000, 2с.

36. Степанцова Л.В. Черноземные и лугово-черноземные почвы севера Тамбовской равнины.// Мат. 40-ой науч. конф. молодых уч. Пенза, 2001, с. 40-42.

37. Пугачев Г.Н, Захаров В.Л., Степанцова Л.В. Некоторые особенности луговаточерноземных почв интенсивного опытного сада ВНИИС имени И.В. Мичурина.// Мат.

науч-практ. конф, Мичуринск, 2004г, с 74-38. Степанцова Л.В. Динамика содержания Fе2+ в лугово-черноземных почвах замкнутых понижений в 2003 году. // Мат. науч-практ. конф. Мичуринск, 2004г, с 77-39. Трунов И.А., Степанцова Л.В. Влияние типа и степени гидроморфизма на морфологические особенности лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины.// Мат. научпракт. конф. Мичуринск, 2004г, с 79-40. Степанцова Л.В., Бабич Н.Н. Трансформация соединений железа в выщелоченном чернозем в зависимости от срока затопления // Мат. науч.практ.конф. Мичуринск, 2004. С. 8541. Степанцова Л.В. Плотные конкреции черноземных и лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины // Мат. науч.-практ. конф. Мичуринск, 2004. С. 210-242. Никифорова А.С., Степанцова Л.В. Агрегатный состав выщелоченного чернозема и лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины.// Тр. всеросс. конф.: Фундаментальные физические исследования в почвоведении и мелиорации. Москва, 2003. С. 94-43. Степанцова Л.В. Диагностические признаки лугово-черноземных почв различной степени гидроморфизма севера Тамбовской равнины // Мат.конф. Вып. 2, Краснодар, 2003, С.131144. Степанцова Л.В. Лизиметрическое устройство для обрабатываемых просадочных почв.// Мат. междун. науч-практ. конф. молодых ученых.Ч. 2 Мичуринск, 2000. С. 111-112.

45. Степанцова Л.В. Водно-физические свойства гидроморфных черноземных почв северной части Тамбовской равнины // Мат. межд. науч-практ. конф. молодых ученых. Ч 2, Воронеж, 2001, с 82-84.

46. Степанцова Л.В. Влияние типа и степени гидроморфизма на структуру луговочерноземных почв севера Тамбовской низменности // Мат. межд. науч. конф. Воронеж, 2004, с. 308-347. Степанцова Л.В., Пугачев Г.Н., Захаров В.Л. Особенности черноземных почв Всероссийского НИИ садоводства им. И.В. Мичурина Мичуринского района Тамбовской области // Межд. науч-практ. конф. Пенза, 2004, с.43-45.

48. Степанцова Л.В. Фракционный состав минерального фосфора выщелоченного чернозема и лугово-черноземных почв поверхностного увлажнения севера Тамбовской низменности. // Сб. мат. межд. научн-практ. конф. Пенза, 2005г, с181-149. Никифорова А.С., Степанцова Л.В. Содержание несиликатных форм железа в выщелоченном черноземе и лугово-черноземных почвах различного типа и степени гидроморфизма севера Тамбовской низменности // Тез. докл. конф. «Биосферные функции почвенного покрова». Пущино, 2005, с. 50. Степанцова Л.В., Красин В.Н. Влияние эколого-гидрологических особенностей выщелоченных черноземов и лугово-черноземных почв севера Тамбовской низменности на поглощение фосфора, вносимого с удобрениями, в условиях модельного опыта // Мат. Всеросс. конф. молодых ученых. Красноярск, 2005. С. 172- 151. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Влияние эколого-гидрологических особенностей переувлажненных почв севера Тамбовской области на поглощение фосфора, вносимого с удобрениями// Мат. 39 межд. научн. конф. (ВНИИА). Москва, 2005. С. 323-352. Степанцова Л.В. Фракционный состав гумуса выщелоченного чернозема и луговочерноземных почв севера Тамбовской равнины // Мат. межд. научн. конф. Иркутск: ИЗДво ИрГСХА, 2005. С. 100-153. Степанцова Л.В., Каверин Е.В. Морфологические особенности и химические свойства и переувлажненных лугово-черноземных почв севера Тамбовской области// Мат. третьей Всеросс дистан научн-практ. конф. Персиановский, ДонГАу, 2005. С. 41-54. Даргель О.В., Степанцова Л.В. Трансформация химических свойств выщелоченного чернозема при грунтовом и поверхностном увлажнении.// Мат. третьей Всеросс. дистан научн-практ. конф. Персиановский, ДонГАу, 2005. С. 9-55. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Некоторые особенности фосфатного режима переувлажненных лугово-черноземных почв севера Тамбовской равнины // Мат. межд. научн-практ.

конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2005. С.18-56. Степанцова Л.В. Влияние эколого-гидрологических условий выщелоченного чернозема и лугово-черноземных почв различного типа и степени гидроморфизма севера Тамбовской области на их морфологические особенности.// Мат. науч-практ. конф. Изд-во ВПО МичГАУ, 2004, с. 195-157. Степанищев И.В., Степанцова Л.В. влияние почвенных условий на степень отзывчивости клевера сходного на фосфор удобрений в условиях Тамбовской области // Труды 1 межд.

форума. Ч. 23. Самара, 2005.С.81-58. Трунов И.А. Степанцова Л.В. Проблема переувлажнения черноземных почв севера Тамбовской равнины // Тр. КубГАУ. Краснодар, 2005.Вып.4. С. 247-259. Красин В.Н. Степанцова Л.В. Влияние типа и степени гидроморфизма луговочерноземных почв севера Тамбовской области на динамику содержания доступного растениям фосфора, вносимого с удобрениями// Экология и почвы. Лекции и доклады XIII Всероссийской школы. Т. V. Пущино, 2006. С.136-160. Иванова О.Е., Степанцова Л.В. Влияние типа и степени гидроморфизма луговочерноземных почв севера Тамбовской области на динамику содержания двухвалентного железа, подвижного фосфора и микробиологическую активность// Экология и почвы.

Лекции и доклады XIII Всероссийской школы. Т. V. Пущино, 2006. С.121-1 61. Степанцова Л.В., Красин В.Н. Оценка данных, полученных при анализе свежих и высушенных образцов, в условиях моделирования режима увлажнения на черноземных почвах различной степени гидроморфизма// Тр. Всеросс. конф. «Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации». Москва, 2005. С. 73-75.

62. Сафронов С.Б., Степанцова Л.В., Красин В.Н. Сравнительная оценка методов определения подвижного фосфора по Чирикову и Олсену на переувлажненных почвах севера Тамбовской равнины // Сб.мат. науч-прак конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2006. С.14-63. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Сафронов С.Б. Проблема переувлажнения черноземных почв севера Тамбовской равнины // Инновации в сельском хозяйстве. Сб.матер. научпрак конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2006. С.15-64. Сафронов С.Б., Степанцова Л.В., Лелекова Е.И. Активность пероксидазы в наземных органах проростков озимой ржи – как индикатор почвенных условий // Мат. Межд. научн. конф. Ростов-на-Дону: Ростиздат, 2006. С.430-465. Сафронов С.Б., Степанцова Л.В., Лелекова Е.И., Красин В.Н. Оценка содержания подвижного фосфора разными методами в черноземе выщелоченном и почвах депрессий севера Тамбовской низменности // Мат. межд. науч. конф. РГУ. Ростов-на-Дону, 2006, С.

369-366. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Сафронов С.Б. Некоторые особенности экологии переувлажненных почв черноземного ряда севера Тамбовской равнины // Мат. межд. научн.

конф. РГУ. Ростов-на-Дону, 2006. С. 467. Степанцова Л.В., Сафронов С.Б., Красин В.Н. Миграция фосфора в переувлажненных черноземовидных почвах севера Тамбовской равнины// «Геохимия биосферы»: Докл.

Межд научн. конф. Москва. Смоленск: Ойкумена, 2006. С.346-368. Красин В.Н. Степанцова Л.В.Сафронов С.Б. Влияние режима увлажнения на доступность растениям фосфора в черноземовидных почвах открытых и замкнутых депрессий водоразделов // Мат. научн-практ. конф. Персиановский. ДонГАУ, 2006. С.18-69. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Влияние степени гидроморфизма лугово-черноземных почв на доступность растениям фосфора удобрений // Мат. межд. науч.-практ конф. Владикавказ, 2006. С. 75-70. Сафронов С.Б., Степанцова Л.В., Лелекова Е.И. Некоторые аспекты определения подвижного фосфора по методу Чирикова на выщелоченном черноземе и луговочерноземных почвах// Материалы межд. науч.-практ. конф. Владикавказ, 2006, С. 17-71. Волохина В.П., Мананникова Н.Ю., Степанцова Л.В. Вынос кальция, магния и железа из выщелоченного чернозема и переувлажненных черноземовидных почв севера Тамбовской равнины в условиях модельного опыта // Мат. научно-практ. конф. Персиановский, ДонГАУ, 2006. С.17-72. Красин В.Н. Красина Т.В., Степанцова Л.В. Влияние переувлажнения почв черноземного ряда севера Тамбовской равнины на содержание подвижных форм фосфора и его доступность растениям // Труды 2-го Межд. форума молодых уч. Ч.43. Самара 2006г, С. 186-188.

73. Степанцова Л.В., Красин В.Н. Диагностика и агроэкологическая оценка переувлажненных почв севера Тамбовской равнины // Мат. науч.-практ.конф. Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2007. С. 265-274. Сафронов С.Б., Степанцова Л.В., Березина Л.М. К характеристике методов определения подвижного фосфора в черноземовидных почвах различных элементов рельефа севера Тамбовской области // Мат. межд. научн. конф. «Пространственно-временная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» - СПб, 2007, С. 497-499.

75. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Сафронов С.Б. Некоторые особенности почвенного покрова депрессий севера Тамбовской равнины// Мат. межд. научн. конф. «Пространственновременная организация почвенного покрова: теоретические и прикладные аспекты» - СПб, 2007, С. 346-348.

76. Сафронов С.Б. Степанцова Л.В. Гумусное состояние переувлажненных черноземовидных почв – как показатель почвенного плодородия// Мат. межд. науч-практ. конф. СанктПетербург, 2008. С. 106-177. Степанцова Л.В. Красин В.Н., Красина В.Н. Проблема деградации черноземов Тамбовской области в условиях переувлажнения // Мат. межд. научн. конф. Саранск. Изд. Мордовского университета, 2008. С. 285-278. Красин В.Н., Сафронов С.Б., Степанцова Л.В. Диагностика и агроэкологическая оценка переувлажненных почв севера Тамбовской равнины // Мат. межд. научн. конф. Саранск.

Изд. Мордовского университета, 2008. С. 388-379. Степанцова Л.В. Красин В.Н. Диагностика и агроэкологическая оценка переувлажненных черноземовидных почв замкнутых западин севера Тамбовской равнины // Мат. научпракт. конф. Изд-во МичГАУ. Мичуринск, 2009. С. 41-80. Степанцова Л.В., Красин В.Н., Королев В.А., Рыжков П.И., Красина Т.В. Использование коэффициента оптической плотности для картирования почвенного покрова// Мат. всеросс. конф. Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2009. С. 98-181. Красин В.Н., Степанцова Л.В., Красина Т.В. Карбонатные конкреции черноземовидных почв юга Тамбовской равнины //Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвенном покрове: Сб. мат. IV Всеросс научн. конф. Пущино, 2010. С.138-1







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.